MXPA99005894A - Interruptor eléctrico con accionador y sistema de control sincrónico - Google Patents

Abstract

En un sistema de distribución de energía, se pueden lograr de manera más precisa las operaciones del interruptor de sincronización con una forma de onda de tensión o corriente de CA con un diseño del control de movimiento basado en microprocesador de retroalimentación de circuito cerrado. Al emplear un diseño basado en microprocesador, de retroalimentación de circuito cerrado, se pueden inspeccionar y optimizar la posición y velocidad de los contactos de interruptor en tiempo real durante la operación de interrupción, asegurando de este modo una operación de interrupción más exacta. Además, el diseño de retroalimentación de circuito cerrado compensa intrínsecamente los efectos de cosas tales como la temperatura ambiente, las fluctuaciones de la forma de onda de CA, y los cambios en la condición física del interruptor. El diseño de retroalimentación de posición de circuito cerrado también es capaz de optimizar varios parámetros de función de transferencia asociados con el proceso de retroalimentación de circuito cerrado, tanto durante una operación de interrupción como subsecuente a la misma, para asegurar adicionalmente que las operaciones de interrupción se sincronicen en forma más exacta con las formas de onda de tensión o corriente de CA.

Description

INTERRUPTOR ELÉCTRICO CON ACCIONADOR Y SISTEMA DE CONTROL SINCRÓNICO REFERENCIA CRUZADA A LAS SOLICITUDES RELACIONADAS La presente solicitud se relaciona a la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. de Serie 08/945,384, presentada el 27 de octubre de 1997; que reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente Internacional No. PCT/US96/07114, presentada el 15 de mayo de 1996; que es una continuación en parte de la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. de Serie 08/440,783 presentada el 15 de mayo de 1 95.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1¿_ Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para controlar un interruptor eléctrico. En forma más particular, la invención se refiere a un método y un dispositivo que optimiza de manera continua y automática el desempeño de un interruptor. 2. Descripción de la Técnica Relacionada En un sistema de distribución de energía, se emplean típicamente interruptores para proteger al sistema contra condiciones anormales. Las condiciones anormales incluyen, por ejemplo, condiciones de falla en la línea de energía o condiciones irregulares de carga. En general, son bien conocidos en la técnica los interruptores. Existen diferentes tipos de interruptores para diferentes aplicaciones. Un interruptor de falla es un tipo de interruptor. Los interruptores de falla se emplean para abrir automáticamente una línea de energía en la detección de una condición de falla. Los reconectadores son otro tipo de interruptores. En respuesta a una condición de falla, los reconectadores, diferentes de los interruptores de falla, rápidamente abren y luego cierran la línea de energía el número de veces de acuerdo con un conjunto de curvas de tiempo-corriente. Luego, después de un número predeterminado de operaciones de abertura/cierre, el reconectador " bloqueará" la línea de energía si no se ha depurado la condición de falla. Un interruptor automático es un tercer tipo de interruptor. Los interruptores automáticos son similares a los reconectadores; sin embargo, son en general capaces de realizar solo una secuencia de abertura-cierre-abertura, y sus tasas de interrupción son significativamente mayores que los reconectadores. Un interruptor capacitivo es un cuarto tipo de interruptor. Los interruptores capacitivos se usan para energizar y desenergizar bancos de capacitores. Se usan bancos de capacitores para regular las grandes cargas de alimentación de la corriente de línea (por ejemplo, cargas industriales) cuando la carga hace que la corriente de la línea se atrase de la tensión de la línea. En la activación, un banco de capacitores pone a la corriente de la línea en fase con la tensión o voltaje de la línea, reforzando de este modo el factor de potencia (es decir, la cantidad de energía que se distribuye a la carga) . Los interruptores capacitivos realizan en general una operación de abertura o una operación de cierre a la vez. Conforme los contactos de los interruptores se ponen en proximidad entre sí (es decir, durante una operación de cierre) o cuando los contactos se separan primero (es decir, durante una operación de abertura) , ocurre alguna cantidad de formación de arco entre los contactos . La formación de arco puede provocar que una cantidad excesiva de calor se acumule en la superficie de los contactos, y por consiguiente, provoque que los contactos se desgasten a una velocidad excesivamente rápida. La formación de arco también puede tensar o dañar los componentes del sistema tal como transformadores de energía. Por lo tanto, es altamente indeseable la formación de arco. En general, todos los interruptores, a pesar del tipo de interruptor, intentan reducir al mínimo la formación de arco. Algunos diseños de interruptores intentan lograr esto al separar los contactos de los interruptores (es decir, durante una operación de abertura) o juntar (es decir, durante una operación de cierre) tan rápido como sea posible . La teoría detrás de este método es que si se reduce al mínimo la cantidad de tiempo que los contactos pasan en proximidad cercana entre sí, también se reduce al mínimo la formación de arco. En la práctica, esta estrategia tiene fallas, particularmente durante las operaciones de cierre, debido a que los contactos tienden a saltar cuando entran en contacto físico entre sí, conforme se incrementa la velocidad relativa de los contactos. El salto de los contactos, a su vez, conduce a la generación de casos indeseables de sobretensión y sobrevoltaje, pasajeros. Un método más efectivo para reducir al mínimo la formación de arco, y reducir al mínimo la generación de sobretensiones pasajeras es sincronizar la iniciación de la operación del interruptor, de modo que el cierre o abertura real de los contactos ocurra cuando la tensión o corriente de CA cruce los contactos sea cero voltios o cero amperios, respectivamente. Por ejemplo, en la Figura 1, se prefiere que ocurra un cierre de los contactos cuando la forma de onda 100 de la tensión de CA pase a su vez de un punto de cruce de cero tensión, tal como el punto A. En general, se prefiere cerrar los contactos del interruptor a un cruce de cero tensión, y abrir a una cero corriente para reducir al mínimo el tiempo del arco. Las interrupciones normales del arco ocurren a cero corriente. Para una aplicación de interruptor capacitivo, la corriente de carga del capacitor conduce la tensión por 90 grados eléctricos. Por lo tanto, la forma de onda de la corriente no necesita ser inspeccionada y se puede asumir que a una tensión de cero, la corriente está a un máximo y a una corriente cero la tensión está a un valor máximo. Para operaciones sincrónicas verdaderas para otras aplicaciones, tanto la forma de onda de la tensión como la forma de onda de la corriente necesitan ser inspeccionadas. Los presentes diseños de interruptor que emplean este método en general lo hacen al predefinir una cantidad de tiempo t1# donde tx es igual a un presunto periodo T de la forma de onda de tensión de CA menos una cantidad de tiempo t2, en donde t2, a su vez, es una cantidad aproximada de tiempo requerido para completar la operación del interruptor. Por ejemplo, en la Figura 1, si la forma de onda de tensión de CA está operando a 60 Hz, el periodo T de la forma de onda 100 de CA es 16.66 msegundos. Si el tiempo predefinido t2 es 11.66 msegundos, entonces tx es 5 msegundos. Por consiguiente, si un interruptor que emplea este método recibe una orden para iniciar una operación de cierre, el interruptor detectará un próximo punto de cruce de cero tensión, tal como el punto de cruce B en la Figura 1, luego espera t1 msegundos, que corresponden con el punto C de la Figura 1, para iniciar la operación de interrupción. Igualmente, si se recibe una orden de abertura, el interruptor detectará un próximo punto de cruce de cero corriente y determinará un punto de abertura apropiado que es algo similar a la secuencia de sincronización descrita anteriormente para la operación de cierre. El punto de abertura se determina de tal forma que en el próximo cruce de cero corriente se establezca un suficiente intervalo de abertura de contactos que interrumpirá el flujo de corriente y soportará la tensión de recuperación del sistema de energía para prevenir reigniciones o reencendidos. De aquí, la discusión se enfocará en la interrupción de tensión, sincronizada. Sin embargo, se comprenderá por una persona experta en la técnica que la interrupción también se podría sincronizar con una forma de onda de la corriente en la abertura. Desafortunadamente, este método alternativo no siempre produce resultados exactos. Primero, la forma de onda 100 de la tensión de CA se propaga raramente a exactamente 60 Hz . En realidad, fluctúa en general ligeramente por arriba y por debajo de 60 Hz . Por consiguiente, el periodo T de la forma de onda 100 de la tensión de CA fluctuará. Por lo tanto, la iniciación de una operación de interrupción en el punto C no siempre garantiza una operación sincronizada de abertura o cierre (es decir, una operación que se sincronice por el punto de cruce de cero tensión) . Segundo, las condiciones tal como la temperatura ambiente pueden afectar la fricción dinámica del mecanismo y cambiar la cantidad real de tiempo que se toma para que los contactos terminen la operación de interrupción. Por lo tanto, la cantidad de tiempo representada por t2 puede fluctuar con la temperatura. De esta manera, una vez más, la iniciación de la operación de interrupción en el punto C probablemente no dé por resultado consistentemente una operación sincronizada de abertura o cierre. Tercero, durante la vida del interruptor, la distancia que deben viajar los contactos durante una operación de interrupción se incrementa de forma general . Esto es debido al desgaste ordinario de los contactos y al desgaste de los componentes del mecanismo. Conforme se incrementa la distancia de viaje de los contactos, llega a ser menor y hay menos probabilidad de que se inicie la operación de interrupción en el punto C puesto que una función tl t t2 y T dará por resultado una operación sincronizada de interrupción. En el caso particular de un interruptor capacitivo, la reducción al mínimo de la formación de arco y la reducción al mínimo de la generación de sobretensión pasajera es especialmente importante. Esto es debido a que las inexactitudes aún pequeñas en la sincronización puede dar por resultado la operación de interrupción con un punto de cruce de cero tensión en la forma de onda de la tensión de CA, en la formación de arco y/o sobretensiones pasajeras que comprenden miles de amperios y tensión. Por lo tanto, existe una enorme demanda por un diseño de interruptor, particularmente un diseño de interruptor capacitivo, que proporcione un control de la operación de interrupción, de punto en onda, más exacto, para asegurar mejor las operaciones de interrupción a cero tensión, para reducir al mínimo los efectos de sobretensiones pasajeras.

SUMARIO La presente invención proporciona desempeño preciso de interrupción de punto en onda al emplear un diseño de control de movimiento basado en microprocesador, de retroalimentación de circuito cerrado. Al emplear un diseño basado en procesador, de retroalimentación de circuito cerrado, la presente invención puede inspeccionar y optimizar el movimiento de los contactos del interruptor (es decir, posición y velocidad) durante una operación de interrupción, asegurando de este modo una operación de interrupción más exacta. Además, el diseño de retroalimentación de circuito cerrado compensa intrínsecamente los efectos de cosas tales como la temperatura ambiente, fluctuaciones en la forma de onda de CA, y cambios en la condición física del interruptor. Además, la presente invención es capaz de optimizar varios parámetros de control de movimiento tanto durante como subsecuente a una operación de interrupción, para asegurar mejor que las presentes operaciones, así como otras futuras, se sincronicen de forma más exacta con la forma de onda de tensión o corriente de CA. Por consiguiente, es un objeto de la presente invención reducir al mínimo la formación de arco y sobretensiones pasajeras durante las operaciones de interrupción. Es otro objeto de la presente invención proporcionar interrupción exacta, consistente, de punto en onda. Es otro objeto de la presente invención optimizar continuamente, en tiempo real, el sistema de control de movimiento, basado en el presente desempeño de operación de interrupción, para asegurar una interrupción más exacta, de punto en onda. Es aún otro objeto de la presente invención optimizar periódicamente el sistema de control de movimiento, basándose en el anterior desempeño de operación de interrupción, para asegurar operaciones de interrupción más exactas, de punto en onda. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se logran estos y otros objetos por un sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado. El sistema incluye un microprocesador; un medio de generación de corriente, acoplado operativamente al microprocesador, para proporcionar una corriente de impulsión requerida para regular un accionador para mover al menos uno de dos contactos del interruptor en el interruptor eléctrico; y un medio de retroalimentación de posición, acoplado operativamente a por lo menos uno de los dos contactos, para proporcionar la información de posición del contacto al microprocesador. El microprocesador a su vez, comprende un medio para controlar el medio de generación de corriente en tiempo real, durante una operación de interrupción, como una función de la posición inicial del contacto y una posición de contacto presente, como se proporciona por el medio de retroalimentación de posición, de tal forma que al menos un contacto transite desde la posición inicial del contacto a una posición final del contacto de acuerdo con un perfil de movimiento predefinido, para proporcionar de este modo interrupción sincronizada con la forma de onda de CA. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se logran estos y otros objetivos por un interruptor capacitivo. El interruptor capacitivo incluye un interruptor de corriente que contiene al menos un contacto movible y un accionador acoplado a por lo menos un contacto movible. El interruptor capacitivo incluye además un circuito de control de movimiento, de retroalimentación de circuito cerrado que comprende: un microprocesador, un circuito de modulación de impulso ancho (P ) , acoplado operativamente al microprocesador, en donde el circuito de PWM produce corriente de impulsión para el accionador que se requiere para impulsar o accionar al menos un contacto movible desde una posición inicial del contacto a una posición final del contacto durante una operación de interrupción, un sensor de posición acoplado ópticamente a por lo menos un contacto, un decodificador, en donde el decodificador recibe y decodifica los datos de la posición del contacto desde el sensor de posición y envía los datos decodificados de la posición del contacto al microprocesador. El microprocesador incluye un medio de retroalimentación de circuito cerrado para controlar la posición del contacto y la velocidad en tiempo real, durante la operación de interrupción, basándose en la posición inicial del contacto, una señal de retroalimentación de la posición presente del contacto y una señal de retroalimentación de la velocidad presente del contacto, de tal forma que se sincronice la operación de interrupción con una forma de onda de la tensión de CA a través del interruptor capacitivo. De acuerdo con aún otro aspecto de la presente invención, estos y otros objetivos se logran por un método de retroalimentación de circuito cerrado, para controlar al menos un contacto en un interruptor eléctrico durante una operación de interrupción. El método comprende los siguientes pasos: generar una corriente de impulsión requerida para mover al menos un contacto; generar los datos de retroalimentación de la posición del contacto en tiempo real, durante la operación de interrupción; y controlar la generación de la corriente de impulsión requerida para regular el movimiento de al menos un contacto en tiempo real, durante la operación de interrupción, como una función de una posición inicial de contacto y los datos de retroalimentación de la posición del contacto en tiempo real, de tal forma que al menos un contacto transite desde la posición inicial del contacto a una posición final del contacto de acuerdo con un perfil de movimiento predefinido para proporcionar una interrupción sincronizada con la forma de onda de corriente o tensión de CA.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En el texto que sigue, se explica la invención con referencia a un número de figuras en las cuales: la Figura 1 es una gráfica que ilustra una forma de onda de tensión o corriente de CA; la Figura 2 es una vista esquemática de un interruptor capacitivo; la Figura 3 es una vista en sección transversal de un interruptor de corriente; la Figura 4 es una vista esquemática de un circuito de control de movimiento; la Figura 5 ilustra un proceso de retroalimentación de circuito cerrado de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 6 ilustra un proceso de retroalimentación de circuito cerrado de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; la Figura 7 es una gráfica que ilustra una forma de onda de tensión de CA; las Figuras 8A-8C ilustran perfiles de movimiento de ejemplo; la Figura 9 ilustra un perfil de movimiento de ejemplo, complejo; y las Figuras 10A-10C ilustran una técnica particular para implementar el algoritmo de control de la operación de interrupción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Para un mejor entendimiento de la invención, se puede hacer referencia a la siguiente descripción detallada cuando se tome considerando los dibujos anexos, en donde se muestran y describen las modalidades de ejemplo, preferidas de la presente invención. Las referencias se utilizan consistentemente para cada uno de los dibujos. La Figura 2 es una vista esquemática, de ejemplo de un interruptor capacitivo, aunque se entenderá que la vista esquemática es consistente también con otros tipos de interruptores. Como se muestra en la Figura 2, el interruptor capacitivo incluye un número de componentes que incluyen un accionador 8 de bobina móvil, un devanado 10, un dispositivo de enganche 16, una varilla de operación 6, un interruptor de corriente 4, un circuito 12 de control de movimiento y un dispositivo 14 de retroalimentación de posición. Otros accionadores rápidos que se podrían utilizar son motores lineales y mecanismos hidráulicos. En general, el interruptor capacitivo ilustrado en la Figura 2 se opera como sigue. El accionador 8 de bobina móvil, que es un dispositivo de movimiento limitado, de accionamiento directo, usa un campo magnético producido por el devanado 10 que reacciona con el campo magnético en la separación de la estructura magnética para ejercer una fuerza, que es proporcional a la corriente que fluye a través del devanado 10, en la varilla de operación 6, que se acopla operativamente al accionador 8 de bobina móvil. La fuerza ejercida en la varilla de operación 6 provoca que la varilla de operación 6 se mueva a lo largo de su eje, ya sea hacia atrás o hacia delante, dependiendo de la dirección del flujo de corriente a través del devanado 10 para desarrollar la fuerza asociada con una operación de abertura u operación de cierre. El movimiento de la varilla de operación 6, a su vez, provoca que un par de contactos 71, 72 del interruptor, localizados en el interruptor de corriente 4, se pongan conjuntamente o se separen, nuevamente dependiendo de si la operación de interrupción es una operación de abertura o una operación de cierre. Como se ilustra en la Figura 3, los contactos 71, 72 del interruptor están contenidos esencialmente dentro del interruptor 4 de corriente. De acuerdo con una modalidad preferida, el contacto 71 de interruptor se acopla a la varilla de operación 6. Por consiguiente, el contacto 71 se mueve axialmente como una función de movimiento de la varilla de operación 6. En contraste, se fija el contacto 72 de interruptor. Cuando los contactos 71, 72 se ponen conjuntamente durante una operación de cierre, el circuito de CA 2, como se muestra en la Figura 2 se cierra. Cuando los contactos 71, 72 se separan durante una operación de abertura, se abre el circuito de CA 2. La Figura 3 muestra en sección transversal el interruptor 4 de corriente . El interruptor de corriente 4 incluye una botella de vacío, y colocados en la misma están los contactos 71, 72 del interruptor. La botella de vacío proporciona un alojamiento y un ambiente evacuado para los contactos 71, 72 del interruptor. La botella de vacío se construye usualmente a partir de un forro 73 cerámico, evacuado, en general de forma tubular, alargado, formado preferentemente de alúmina. Aunque la modalidad preferida emplea un módulo de vacío, un experto en la técnica entenderá que también se puede emplear un interruptor que contenga un medio dieléctrico tal como un SF6, aceite, aire, etc. La corriente que fluye a través del devanado 10 se controla por el circuito 12 de control de movimiento. El circuito 12 de control de movimiento se conecta al dispositivo 14 de retroalimentación de posición. El dispositivo 14 de retroalimentación de posición proporciona al circuito 12 de control de movimiento la información de retroalimentación de la posición de los contactos, en tiempo real durante cada operación de interrupción, de tal forma que el circuito 12 de control de movimiento puede diferenciarse para obtener la información de retroalimentación de la velocidad de los contactos en tiempo real. El circuito 12 de control de movimiento usa la información de retroalimentación de posición y velocidad, en tiempo real para lograr operaciones sincronizadas de interrupción de acuerdo con una estrategia de retroalimentación de circuito cerrado, como se describirá en mayor detalle posteriormente. El circuito 12 de control de movimiento también se acopla a un dispositivo de enganche 16. Cuando se da instrucciones por el circuito 12 de control de movimiento, el dispositivo de enganche 16 retiene la varilla de operación 6 en su posición de corriente. El dispositivo de enganche 16 puede ser un muelle poligonal, un émbolo de bola, un cerrojo tipo magnético, muelle biestable, una sobrepalanca de muelle o cualquier otro cerrojo equivalente bien conocido. El dispositivo de enganche 16 sin embargo debe proporcionar suficiente presión de contacto para reducir al mínimo la resistencia de los contactos del interruptor, debe proporcionar suficiente presión de contacto para retener los contactos conjuntamente durante las corrientes monetarias, tasadas y debe exhibir una fuerza de rotura mayor que la presión de contacto. El circuito 12 de control de movimiento se ilustra en mayor detalle en la Figura 4. Como se muestra, el circuito 12 de control de movimiento incluye un circuito 41 de análisis en forma de onda de CA, una interfaz 43 de control del interruptor capacitivo, un suministro de energía 45, una unidad 47 de modulación del ancho de impulso (PWM), un decodificador 48 y un microprocesador 49. El suministro de energía 45 proporciona un número de niveles de tensión para el circuito 12 de control de movimiento. Primero, suministra un nivel de tensión +HV que acciona el amplificador en la unidad PWM 47. El amplificador en la unidad PWM 47, a su vez, acciona el accionador 8 de bobina móvil vía un puente MOSFET (no mostrado en la Figura 4) . El suministro de energía 45 también proporciona un número de tensiones de control, tal como un 15 VDC y un 5 VDC para los dispositivos electrónicos de baja energía. El circuito 41 de análisis de la forma de onda de tensión de CA proporciona información de sincronización que se refiere a los puntos de cruce de cero tensión a lo largo de la forma de onda de tensión de CA. El circuito 41 de análisis de la forma de onda de tensión de CA deriva esta información de la tensión de CA entrante e introducida al suministro de energía 45. En una modalidad preferida, el circuito 41 de análisis de forma de onda de tensión de CA genera un impulso coincidente a la ocurrencia de cada punto de cruce de cero voltaje o tensión. Cada impulso se transmite al microprocesador 49, en donde el algoritmo de control de operación de interrupción descrito posteriormente usa cada impulso para generar diferentes señales de interrupción. Las señales de interrupción son cruciales para asegurar las operaciones sincronizadas de interrupción. Estas señales de interrupción también se analizarán con mayor detalle posteriormente. En una modalidad preferida, el circuito 41 de análisis de la forma de onda de tensión de CA puede incluir un analizador de la forma de onda, un circuito de sincronización de fase y un circuito de detección de cero tensión. Las señales de la orden de ejecución de la operación de interrupción que dan instrucciones al interruptor capacitivo para abrir o cerrar se generan típicamente por un sistema de control de banco de capacitores (no mostrado) . Sin embargo, se entenderá que las órdenes de ejecución de la operación de interrupción se deben generar manualmente. Las órdenes de ejecución de operación de interrupción se alimentan al microprocesador 49 en líneas de entrada ópticamente aisladas, a través de la interfaz 43 de control del interruptor capacitivo, de norma industrial. La interfaz 43 de control del interruptor capacitivo es en general un conectador de 5 espigas que proporciona la señal de orden de abertura en una primera espiga, la señal de orden de cierre en una segunda espiga, una tierra en una tercera espiga y una entrada de energía de 120 voltios de CA, de dos líneas en una cuarta y quinta espiga. La unidad PWM 47 se localiza entre el microprocesador 49 y el devanado 10 de bobina móvil. Durante una operación de interrupción, la unidad PWM 47 recibe continuamente señales de control de corriente, digitales desde el microprocesador 49. En respuesta, la unidad PWM 47 genera una corriente que fluye a través del devanado 10 de bobina móvil. La corriente que fluye a través del devanado de bobina móvil que reacciona con el campo magnético formado en la separación de la estructura magnética, en el caso de la bobina móvil 10, a su vez, controla la fuerza del campo magnético que genera una fuerza desde el accionador 8 de bobina móvil. De esta manera, el microprocesador 49 controla la posición y velocidad relativas de los contactos 71, 72 del interruptor durante cada operación de interrupción. En una modalidad preferida, la unidad PWM 47 comprende un convertidor 50 de digital a analógico y un amplificador 51 de potencia, bipolar. Por supuesto, el microprocesador 49 está en el centro del circuito 12 de control de movimiento. De manera particular, el microprocesador 49 usa la información que recibe desde la interfaz 43 de control del interruptor capacitivo, el circuito 41 de análisis de la forma de onda de tensión de CA, y el dispositivo 14 de retroalimentación de posición para ejecutar un algoritmo de control de operación de interrupción. Se usa el algoritmo de control de operación de interrupción por el microprocesador 49 para optimizar el desempeño de la operación de interrupción al asegurar la sincronización de la forma de onda de tensión de CA. Para cerrar el circuito de retroalimentación de control de movimiento, se debe retroalimentar al microprocesador 12 la información de la posición de los contactos del interruptor. Es decir, la función del dispositivo 14 de retroalimentación de posición. El dispositivo 14 de retroalimentación de posición incluye un codificador 44 y un decodificador 48. Aunque el codificador se podría implementar usando cualquier número de dispositivos lineales, por ejemplo, un potenciómetro lineal, LVDT, un tacómetro lineal, etc., estos dispositivos están propensos al ruido. Por consiguiente, se usa un codificador de cuadratura, óptico en una modalidad preferida de la presente invención. El dispositivo 14 de retroalimentación de posición realiza realmente dos funciones principales. Primero, el dispositivo 14 de retroalimentación en posición hace un muestreo continuo de la posición del contacto móvil 71 durante una operación de interrupción, por ejemplo, cada 250 µsegundos . La información de la posición luego se codifica por el codificador óptico 44, que alimenta la información al decodificador 48. El decodificador 48 luego digitaliza los datos de la posición y los envía al microprocesador 49. El microprocesador 49, y de manera más específica, el algoritmo de control de operación de interrupción ejecutado por el microprocesador 49, luego usa la información para optimizar de manera continua la posición y velocidad relativas de los contactos 71, 72 del interruptor durante una operación de interrupción. Segundo, el dispositivo 14 de retroalimentación en posición proporciona el algoritmo de control de operación de interrupción con información que se refiere a la distancia total recorrida por el contacto móvil 71 durante la operación previa de interrupción. Esta información se usa por el algoritmo de control de operación de interrupción para establecer un punto inicial del contacto al comienzo de cada operación de interrupción. El algoritmo de control de operación de interrupción ejecutado por el microprocesador 49 realiza las operaciones esenciales, necesarias para proporcionar la interrupción sincronizada con la forma de onda de tensión de CA, también denominada como interrupción de punto en onda. El algoritmo de control de la operación de interrupción se implementa en el programa de cómputo. El programa de cómputo se puede almacenar en una memoria residente en el microprocesador 49, o en un dispositivo de memoria, separado. En general, el algoritmo de control de operación de interrupción asegura la interrupción sincronizada en forma de onda de tensión de CA al i) establecer un tiempo de iniciación de la operación de interrupción, óptimo, basándose en los datos recibidos desde el circuito 41 de análisis de forma de onda de tensión CA, después de la recepción de la orden de ejecución de la operación de interrupción; ii) inspeccionar la interfaz 43 de control del interruptor capacitivo para una orden de ejecución de operación de interrupción (es decir, una orden de abertura o cierre) ; iii) establecer una posición inicial del contacto; iv) iniciar la operación de interrupción en el tiempo de iniciación óptimo de la operación de interrupción; y v) impulsar los contactos 71, 72 desde la posición inicial del contacto a una posición final del contacto de acuerdo con un perfil de movimiento preprogramado. Estas funciones ahora se describirán en mayor detalle. Primero, el algoritmo de control de operación de interrupción determina cuándo se va a iniciar la operación de interrupción, después de una orden de ejecución de operación de interrupción, a fin de lograr la interrupción sincronizada de forma de onda de tensión de CA. Para lograr esto, el algoritmo de control de la operación de interrupción depende de la información de sincronización de cruce de cero tensión que toma la forma de una secuencia de impulsos de sincronización, en donde cada impulso de sincronización corresponde a la ocurrencia de un punto de cruce de cero tensión (por ejemplo, punto B en la Figura 1) . Como se señala anteriormente, los impulsos se generan por el circuito 41 de análisis de la forma de onda de tensión de CA. De manera más específica, el algoritmo de control de operación de interrupción usa los impulsos de sincronización para generar al menos dos diferentes tipos de señales de interrupción. La primera de por lo menos éstas dos señales de interrupción es una señal de interrupción de cruce de cero tensión VINT. Se genera una señal de interrupción VINT cada vez que el microprocesador 49 recibe un impulso de sincronización desde el circuito 41 de análisis de la forma de onda de tensión de CA. Por lo tanto, se genera simultáneamente una señal de interrupción VINT cada vez que la forma de onda de CA pasa a través de un punto de cruce de cero tensión. Por consiguiente, si la forma de onda de CA está oscilando a exactamente 60 ciclos/segundo, se genera una señal de interrupción VINT cada 8.33 msegundos. El segundo tipo de señal de interrupción generada por el algoritmo de control de operación de interrupción es la señal de interrupción TINT de intervalo de tiempo. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, se generan 32 señales TINT, que corresponden a 32 intervalos de tiempo de duración igual, durante cada medio ciclo de la forma de onda de la tensión de CA. Al contar cada señal de interrupción TINT generada desde la última señal de interrupción VINT, el algoritmo de control de operación de interrupción es capaz de determinar exactamente dónde está a lo largo de la forma de onda de tensión de CA. Además, si el algoritmo de control de operación de interrupción es capaz de determinar cuántas señales de interrupción TINT se han generado desde la última señal de interrupción VINT (es decir, desde el último punto de cruce de cero tensión) , el algoritmo de control de operación de interrupción es capaz de determinar cuántas señales de interrupción TINT adicionales se van a generar antes de la próxima señal de interrupción VINT (es decir, antes del último cruce de cero tensión) . De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, el algoritmo de control de operación de interrupción determina el tiempo de iniciación de la operación de interrupción, óptimo como una función del numero de intervalos TINT requeridos para terminar la operación de interrupción. El número de intervalos TINT requeridos para terminar la operación de interrupción, a su vez, se determina basándose en la distancia que el contacto móvil 71 viajará y la velocidad a la cual viajará el contacto móvil 71 durante la operación de interrupción, en donde la velocidad del contacto móvil 71 a todo lo largo de la operación de interrupción se define por un perfil de movimiento deseado . La Figura 7 muestra una forma de onda 700 de tensión de CA, de ejemplo, en donde cada medio ciclo de la forma de onda 700 de tensión de CA se divide en 32 intervalos TINT igualmente espaciados. Por ejemplo, si se requieren 40 intervalos TINT para terminar la operación de interrupción, el algoritmo de control de operación de interrupción sabe que debe iniciar la operación de interrupción no más del punto V a lo largo de la forma 700 de tensión de CA, si el algoritmo de control de operación de interrupción va a lograr la interrupción sincronizada de la forma de onda de tensión de CA en el punto A, en donde 24 intervalos TINT separan al punto D y al punto B, y 40 intervalos TINT separan el punto B y el punto A. Por consiguiente, si el algoritmo de control de operación de interrupción recibe una orden de ejecución de operación de interrupción en el punto C, en donde 16 intervalos TINT separan el punto D y el punto C, el algoritmo de control de operación de interrupción sabe que debe esperar hasta que se reciban exactamente 8 señales de interrupción TINT adicionales antes de iniciar la operación de interrupción en el punto B. Para asegurar el desempeño óptimo de interrupción en una base continua, el algoritmo de control de operación de interrupción debe ser capaz de ajustar cualquier cambio en la cantidad de tiempo (es decir, para cualquier cambio en el número de intervalos TINT) requeridos para terminar una operación de interrupción. En los ejemplos previos, se estipuló que 40 intervalos TINT se requirieron para terminar la operación de interrupción. Durante la vida del interruptor capacitivo, el número de intervalos TINT requeridos para terminar una operación de interrupción sincronizada con la forma de onda de tensión de CA, probablemente no va a cambiar, y si cambia, probablemente no va a cambiar de manera significativa. Sin embargo, la presente invención rastrea el desempeño de cada operación de interrupción, y al hacerlo, determina sí llegan a ser asincrónicas las operaciones de interrupción y cuándo ocurre esto. Por ejemplo, si las operaciones de interrupción están sobrepasando consistentemente el punto de cruce de cero tensión, propuesto, el algoritmo de control de operación de interrupción puede ajustarse por sí mismo de modo que empiece a iniciar las operaciones de interrupción más temprano que antes por el número apropiado de intervalos TINT (por ejemplo, en el punto B de la Figura 7 en lugar del punto B) . Por ejemplo, si las operaciones de interrupción se están acortando consistentemente del punto de cruce de cero tensión, propuesto, el algoritmo de control de operación de interrupción puede ajustarse por sí mismo de modo que empiece a iniciar las operaciones de interrupción más tarde que antes por un número apropiado de intervalos TINT (por ejemplo, en el punto B2 en la Figura 7 en lugar del punto B) . Si, en el ejemplo ilustrado en la Figura 7, el algoritmo de control de operación de interrupción recibe una orden de ejecución de operación de interrupción en el punto C en lugar del punto C, el algoritmo de control de operación de interrupción sabe que existe un periodo de tiempo insuficiente para lograr la interrupción sincronizada de tensión de CA en el punto A. Por consiguiente, el algoritmo de control de operación de interrupción continuará siguiendo las señales de interrupción TINT e iniciará la operación de interrupción de 24 señales de interrupción TINT después de recibir la próxima señal de interrupción VINT (es decir, la señal de interrupción VINT asociada con el próximo punto de cruce de cero tensión, que corresponde al punto E en la Figura 7, logrando de este modo la interrupción sincronizada con la forma de onda de tensión de CA en el punto de cruce de cero tensión que sigue al punto A (no mostrado en la Figura 7) . Al comienzo de cada operación de interrupción, el algoritmo de control de operación de interrupción establece una posición inicial del contacto. Como se explica anteriormente, la posición inicial del contacto representa la distancia que el contacto móvil se espera que viaje durante la próxima operación de interrupción. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, el algoritmo de control de la operación de interrupción establece esta posición inicial del contacto como la distancia real recorrida por el contacto móvil 71 durante la previa operación de interrupción. Por supuesto, el algoritmo de control de operación de interrupción obtiene la distancia real recorrida por el contacto móvil 71 a través del dispositivo 14 de retroalimentación de posición. También se explicó anteriormente que la distancia que el contacto móvil 71 debe viajar para terminar una operación de interrupción puede incrementarse gradualmente durante la vida del interruptor capacitivo, debido al desgaste de los contactos, desgaste de los mecanismos, y efectos de la temperatura. Sin embargo, se entenderá que de una operación de interrupción a la próxima, se espera que sea pequeño cualquier incremento. Por lo tanto, al ajustar la posición inicial del contacto igual a la distancia recorrida por el contacto móvil 71 durante la previa operación de interrupción, el algoritmo de control de la operación de interrupción da cuenta de los cambios crecientes que ocurren durante la vida del interruptor capacitivo, que a su vez, permiten que el algoritmo de control de la operación de interrupción optimice continuamente el desempeño de la operación de interrupción. Por ejemplo, si el contacto móvil 71 viajó a una distancia total de 100 unidades durante la previa operación de interrupción, el algoritmo de control de la operación de interrupción, al comienzo de la presente operación de interrupción, ajusta la presión inicial del contacto a 100 unidades. Como se explicará en mayor detalle posteriormente, el algoritmo de control de la operación de interrupción trata realmente la posición inicial del contacto como un error de posición, que se debe reducir a cero de manera precisa en el punto de cruce de cero tensión, propuesto. Una vez que se ha iniciado una operación de interrupción, el algoritmo de control de la operación de interrupción regula continuamente la cantidad de corriente que fluye en el devanado 10 de bobina móvil. Esto, a su vez, controla la cantidad de fuerza que impulsa el contacto móvil 71 desde su posición inicial a su posición final. En una modalidad preferida, el algoritmo de control de operación de interrupción regula la corriente al ejecutar el proceso de retroalimentación de posición, de circuito cerrado, mostrado en la Figura 6. De acuerdo con el proceso de retroalimentación de posición de circuito cerrado mostrado en la Figura 6, el valor asociado con la posición inicial del contacto (60) se carga en el proceso como se muestra. Como se señala anteriormente, la posición inicial del contacto representa la distancia que el contacto móvil 71 se espera que viaje durante la presente operación de interrupción, y es igual a la distancia real recorrida por el contacto móvil 71 durante la previa operación de interrupción. Durante la presente operación de interrupción, el valor asociado con la posición inicial de contacto (60) se compara continuamente en tiempo real con el término (62) de retroalimentación de la posición del contacto, que se alimenta de regreso en el algoritmo de control de la operación de interrupción por el dispositivo 14 de retroalimentación de posición. Esta comparación produce un error de posición (64) . El error de posición (64) representa la distancia que el contacto móvil 71 debe aún viajar para terminar la operación de interrupción. Por consiguiente, es el error de posición (64) , en el que el algoritmo de control de la operación de interrupción esté intentando impulsar a cero precisamente en el punto de cruce de cero tensión, propuesto. El error de posición (64) luego se multiplica por una constante de escala P, que luego se compara con el término (68) de retroalimentación de velocidad. El algoritmo de control de operación de interrupción deriva el término (68) de retroalimentación de velocidad al diferenciar el término (62) de retroalimentación de posición del contacto. La segunda comparación da por resultado un error de velocidad (70) . El error de velocidad (70) luego se usa por el algoritmo de control de operación de interrupción para incrementar la cantidad de corriente al devanado 10 de bobina móvil o para disminuir la cantidad de corriente al devanado 10 de bobina móvil, lo que resulte apropiado, a fin de seguir el perfil deseado de movimiento. La función de transferencia asociada con el proceso representado en la Figura 6 es como sigue : (KP2) / (S2 + KDS + KP2) (1) La Figura 8A representa un perfil de movimiento de ejemplo. Como se señala anteriormente, un perfil de movimiento define las velocidades a las cuales el contacto móvil 71 debe estar viajando durante la duración de una operación de interrupción a fin de lograr la interrupción sincronizada con la forma de onda de tensión de CA. El perfil de movimiento a su vez se define por la función de transferencia de proceso, por ejemplo, la función de transferencia de proceso de la ecuación (1) . Al ajustar los valores P y/o D de función de transferencia en la ecuación (1) , se pueden lograr los perfiles de movimiento de ejemplo ilustrados en las Figuras 8B y 8C, en lugar del perfil de movimiento ilustrado en la Figura 8A. Al ejecutar cada una de las funciones identificadas anteriormente, el algoritmo de control de operación de interrupción es capaz de optimizar el desempeño de la operación de interrupción de varias maneras. Primero, el algoritmo de control de operación de interrupción optimiza inherentemente el desempeño de la operación de interrupción en virtud del proceso mismo de retroalimentación de la posición. Que es debido a que la información de la posición de la velocidad se retroalimenta al algoritmo de control de operación de interrupción en tiempo real (por ejemplo, cada 250 µsegundos) durante la operación de interrupción. El algoritmo de control de operación de interrupción luego usa la información para corregir continuamente (es decir, incrementa o disminuye) la cantidad de corriente que controla la fuerza aplicada al contacto móvil 71, asegurando de este modo la interrupción sincronizada con la forma de onda de tensión de CA.

Segundo, si existe un error excesivo de posición (por ejemplo, el contacto móvil 71 no está acelerando rápidamente y de manera suficiente para lograr el perfil de movimiento por una cantidad significante) , el algoritmo de control de la operación de interrupción es capaz de ajustar ciertos parámetros de función de transferencia durante la operación de interrupción para conservar la interrupción sincronizada con la forma de onda de tensión de CA. Por ejemplo, si la señal de error de posición es excesivamente grande, el algoritmo de control de operación de interrupción puede ajustar el valor de D apropiadamente. Sin embargo, si el error de velocidad es excesivamente grande, el algoritmo de control de operación de interrupción puede ajustar el valor de P. Tercero, además de ajustar los parámetros de función de transferencia en tiempo real, el algoritmo de control de operación de interrupción es capaz de almacenar los datos de desempeño de una previa operación de interrupción (por ejemplo, valores de posición y velocidad) y luego comparar los datos del desempeño anterior a los puntos correspondientes a lo largo del perfil deseado de movimiento. La diferencia entre los valores almacenados y los valores del perfil de movimiento luego se pueden usar para determinar si es necesario ajustar adicionalmente los parámetros de función de transferencia, es decir, los valores de P y D, o la relación de P a D, a fin de asegurar la interrupción sincronizada con la forma de onda de tensión de CA para las subsecuentes operaciones de interrupción. En tanto que el proceso de retroalimentación de posición de circuito cerrado ilustrado en la Figura 6 tiene una función de transferencia que define perfiles de movimiento trapezoidales, algo simples, tal como aquéllos ilustrados en las Figuras 8A-8C, otros procesos de circuitos cerrados se podrían emplear para definir perfiles de movimiento más complejos como se requiera. Por ejemplo, durante una operación de abertura del reconectador, algunas veces es necesario proporcionar una fuerza negativa para romper la soldadura que se forma entre los contactos antes de separar los contactos como se ejemplifica por el segmento A de perfil en la Figura 9. Por lo tanto, en una modalidad alternativa, el algoritmo de control de operación de interrupción puede hacer referencia a una tabla de búsqueda para recuperar los valores de velocidad discretos durante el transcurso de la operación de interrupción. Al hacerlo así, es más factible lograr un perfil de movimiento complejo, tal como el perfil de movimiento ilustrado en la Figura 9. La Figura 5 muestra un proceso de circuito cerrado, de ejemplo para arreglar este perfil de movimiento complejo, en donde el proceso ilustrado en la Figura 5 incluye tanto una ruta de retroalimentación como una ruta de alimentación hacia adelante. En una modalidad preferida de la presente invención, el algoritmo de control de operación de interrupción comprende un número de diferentes rutinas, cada una implementada en el programa de cómputo usando técnicas de programación, normales. Las modalidades de ejemplo para estas rutinas se ilustran en los diagramas de flujo de las Figuras 10A-C. Primero, la Figura 10A ilustra una rutina 1000 de inicio y arranque, principal. La rutina 1000 de inicio y arranque principal empieza al iniciar un número de variables del sistema, como se muestra en el paso 1005. La rutina luego habilita la generación de señales de interrupción VINT, de acuerdo con el paso 1010. Como se explica previamente, las señales de interrupción VINT se generan como una función de los impulsos de sincronización de cruce de cero tensión, que se producen por el circuito 41 de análisis de forma de onda de tensión de CA. Después de habilitar las señales de interrupción VINT, la rutina 1000 de arranque e inicio principal determina si se ha recibido una orden de ejecución de operación de interrupción, por ejemplo, a través de la interfaz 43 de control del interruptor capacitivo, de acuerdo con el paso de decisión 1015. Si se determina que no se ha recibido la orden de ejecución de operación de interrupción, de acuerdo con la ruta "NO" del paso de decisión 1015, la rutina 1000 de arranque e inicio principal permanece en un circuito, por lo cual continua verificando la presencia de una orden de ejecución de operación de interrupción. Sin embargo, si se determina que se ha recibido una orden de ejecución de operación de interrupción, de acuerdo con la ruta "SI" (YES) del paso de decisión 1015, se determina adicionalmente si la orden de ejecución de operación de interrupción es una orden de interrupción ABRIR (OPEN) , como se ilustra por el paso de decisión 1020. Si la orden de ejecución de operación de interrupción es una orden de interrupción ABRIR, de acuerdo con la ruta "SI" del paso de decisión 1020, se establecen la(s) marca (s) de estado de operación de interrupción, apropiada (s) para reflejar la presencia de una operación de interrupción ABRIR. Si la orden de ejecución de operación de interrupción no es una orden de interrupción ABRIR, de acuerdo con la ruta "NO" del paso de decisión 1020, la rutina 1000 de arranque e inicio principal determina si la orden de ejecución de operación de interrupción es una orden de interrupción CERRAR, de acuerdo con el paso de decisión 1030. Si se determina que la orden de ejecución de operación de interrupción es una orden de interrupción CERRAR, de acuerdo con la ruta "SI" del paso de decisión 1030, se establecen la(s) marca (s) de estado de operación de interrupción, apropiada (s) para reflejar la presencia de una operación de interrupción CERRAR. Sin embargo, si se determina que no están presentes ni una operación de interrupción ABRIR ni una operación de interrupción CERRAR, la rutina 1000 de arranque e inicio principal regresa al circuito de decisión asociado con el paso de decisión 1015, por lo cual continua buscando órdenes de ejecución de operación de interrupción. La(s) marca (s) de estado de operación de interrupción que indica (n) la presencia de una orden de interrupción ABRIR o la presencia de una orden de interrupción CERRAR, durante los pasos 1025 ó 1035 respectivamente, se emplean más tarde por la rutina T1NT del intervalo sincronizado para llamar a la rutina de control de movimiento, como se describe en detalle posteriormente en la presente. Al habilitar las señales de interrupción VINT, de acuerdo con el paso 1010, el microprocesador 49 empieza a ejecutar una rutina 1040 de cero tensión, como se ilustra en la Figura 10B. La rutina 1040 de interrupción de cero tensión empieza a generar una señal de interrupción VINT, de acuerdo con el paso 1045, en el microprocesador 49 que recibe un impulso de sincronización de cruce de cero tensión desde el circuito 41 de análisis de forma de onda de tensión de CA. El tiempo de reloj que corresponde a la generación de la señal de interrupción VINT luego se almacena como la variable del sistema TIEMPO. Luego, de acuerdo con el paso 1050, la rutina 1040 de interrupción de cero tensión determina la cantidad de tiempo asociada con la variable TIEMPOINTERVALO, en donde la variable TIEMPOINTERVALO representa la duración de tiempo asociada con los intervalos T1NT que separan cada una de las 32 señales de interrupción TINT que se van a generar durante el presente medio ciclo de la forma de onda de tensión de CA. En una modalidad preferida, la variable TIEMPOINTERVALO se determina por la diferencia entre la variable TIEMPO, que representa el tiempo de ocurrencia del presente punto de cruce de cero tensión, y una variable TIEMPOANTERIOR, que representa el tiempo de ocurrencia del presente punto de cruce de cero tensión, y una variable TIEMPOANTERIOR, que representa el tiempo de ocurrencia del previo punto de cruce de cero tensión. Como apreciará fácilmente un experto en la técnica, la diferencia entre la variable TIEMPO y la variable TIEMPOANTERIOR refleja el primer medio ciclo de la forma de onda de tensión de CA. La variable TIEMPOINTERVALO luego se divide por 32, según cada medio ciclo de la forma de onda de tensión CA se divide en 32 intervalos igualmente espaciados, durante lo cual se genera una señal de interrupción individual TINT, como se explica anteriormente. La rutina 1040 de interrupción de cero tensión luego permite la generación de las señales de interrupción TINT, de acuerdo con el paso 1055. Esto comprende la carga de un contador interno, denominado en la presente posteriormente como el contador de intervalo sincronizado, con el valor asociado con la variable TIEMPOINTERVALO. El contador de intervalo sincronizado empieza inmediatamente disminuyendo desde el valor asociado con la variable TIEMPOINTERVALO. Cada vez que los ciclos del contador de intervalo sincronizado se acercan a cero, se genera una señal de interrupción TINT. De acuerdo con el paso 1060, un segundo contador, denominado en la presente como el contador TINT, se carga con el valor 32. Cada vez que se genera una señal de interrupción TINT, el contador TINT se disminuye por uno. El propósito del contador TINT llegará a ser más evidente a partir de la descripción de la rutina de interrupción TINT posterior. La rutina de interrupción TINT 1070, y la rutina de control de movimiento 1071 se ilustran en la Figura 10C. Cuando el contador de intervalo sincronizado disminuye a cero, se genera una señal de interrupción TINT. Esto, a su vez, provoca que el contador TINT se disminuya por uno, como se muestra en el paso 1072. Al disminuir el contador TINT, la presente posición a lo largo de onda de tensión de CA se sigue de manera precisa. La rutina de interrupción TINT 1070 luego verifica una marca de estado de control de movimiento para determinar si se ha lanzado la rutina de control de movimiento. De manera inicial, se reajusta la marca de estado de rutina de control de movimiento, de acuerdo con la ruta "NO" del bloque de decisión 1074, indicando que la rutina de control de movimiento 1071 no se ha lanzado. La rutina de interrupción TINT 1070 luego verifica el estado de la(s) marca (s) de estado de operación de interrupción, mencionado anteriormente, de acuerdo con el paso 1076, para determinar si está presente una orden de interrupción ABRIR o una orden de interrupción CERRAR. El estado de la(s) marca (s) del estado de operación de interrupción se ajusta, si está en todas, por la rutina 1000 de arranque e inicio principal, pasos 1020, 1035, como muestra en la Figura 10A. Luego, la rutina de interrupción TINT 1070 determina si la(s) marca (s) de estado de operación de interrupción indica (n) la presencia de una orden de interrupción ABRIR y si es el tiempo apropiado (es decir, el intervalo sincronizado, apropiado a lo largo de la forma de onda de tensión de CA) para iniciar una operación de abertura del interruptor, de acuerdo con el paso de decisión 1078. Si se satisfacen ambas de estas condiciones, de acuerdo con la ruta "SI" del paso de decisión 1078, la rutina de control de movimiento 1071 para una operación de interrupción ABRIR se lanza, como se indica por el paso 1080. El lanzamiento de la rutina 1071 de control de movimiento comprende, entre otras cosas, la carga de una posición inicial de contacto (es decir, la distancia total recorrida o recorrida por el (los) contacto (s) durante la previa operación de interrupción) y el ajuste de la marca del estado de rutina del control de movimiento, indicando que la rutina 1071 de control de movimiento se ha lanzado. Sin embargo, si ambas de las condiciones asociadas con el paso de decisión 1078 no se satisfacen, de acuerdo con la ruta "NO" fuera del paso de decisión 1078, la rutina de interrupción TINT 1070 determina si la(s) marca (s) de estado de operación de interrupción indica (n) la presencia de una orden de interrupción CERRAR y si es el tiempo apropiado (es decir, el intervalo de sincronizado apropiado para el largo de la forma de onda de tensión de CA) para iniciar una operación cerrada de interruptor, de acuerdo con el paso de decisión 1081. Si se satisfacen ambas de las condiciones asociadas para el paso de decisión 1081, de acuerdo con la ruta "SI" del paso de decisión 1081, la rutina 1071 de control de movimiento para que una operación de interrupción CERRAR se lance, como se indica por el paso 1082. Si no se satisfacen ambas las condiciones asociadas con el paso de decisión 1081, de acuerdo con la ruta "NO" del paso fuera de decisión 1081, la rutina de interrupción TINT 1070 luego determina si el contador TINT ha disminuido a cero, de acuerdo con el paso de decisión 1084. La disminución del contador TINT a cero indica la terminación del presente medio ciclo de la forma de onda de tensión de CA. Por consiguiente, la rutina de interrupción TINT 1071 espera el próximo punto de cruce de cero tensión y en consecuencia, la próxima señal de interrupción TINT, significando el comienzo del próximo medio ciclo de la forma de onda de tensión de CA. Sin embargo, si se determina que el contador TINT no está en cero, de acuerdo con la ruta "NO" del paso fuera de decisión 1084, la rutina de interrupción TINT 1070 se ajusta para la próxima señal de interrupción TINT, como se indica por el paso 1086. Una vez que se ha lanzado la rutina 1071 de control de movimiento, de acuerdo con el paso 1080 o el paso 10182, la rutina 1071 de control de movimiento prosigue a leer el error de posición de retroalimentación presente y la velocidad del dispositivo de retroalimentación 14, de acuerdo con el paso 1088. De manera inicial, la velocidad de retroalimentación es cero y el error de posición de retroalimentación está a su valor máximo (es decir, equivalente al valor de error de posición de contacto, inicial cargado durante el paso 1080 o el paso 1082) . Posteriormente, el error de la posición de retroalimentación y la velocidad cambian conforme el contacto 71 se mueve durante la operación de interrupción.

Luego, la rutina de control de movimiento 1071 determina si el error de posición es menor que un valor mínimo, predefinido, de acuerdo con el paso de decisión 1090. El propósito de este paso es determinar si la operación de interrupción está esencialmente completa. Si se determina que el error de posición es menor que el valor mínimo predefinido, de acuerdo con la ruta "SI" del paso de decisión 1090, la rutina 1071 de control de movimiento determina el proceso de retroalimentación, reajusta las varias marcas de estado y abandona el control de regreso a la rutina de interrupción TINT 1070, de acuerdo con el paso 1091, en donde la rutina de interrupción TINT 1070 espera el próximo punto de cruce de cero tensión y la generación de la próxima señal de interrupción VINT. Si se determina que el error de posición no es menor que el valor mínimo predefinido, de acuerdo con la ruta "NO" del bloque fuera de decisión 1090, la rutina 1071 de control de movimiento prosigue con el cálculo de la señal de control de corriente, como se indica por el paso 1092. Como se explica anteriormente, la señal de control de corriente se computa como una función del error de posición de retroalimentación, velocidad y función de transferencia. Por supuesto, la señal de control de corriente es lo que controla la cantidad de corriente que fluye a través del devanado 10 de bobina móvil y la fuerza ejercida en el accionador de bobina móvil para mover el contacto 71. La rutina de interrupción TINT 1071 luego se ajusta para la próxima señal de interrupción TINT, y el proceso se repite por sí mismo hasta que se termina la operación de interrupción simultáneamente al punto de cruce de cero tensión. La presente invención se ha descrito con referencia a un número de modalidades de ejemplo. Sin embargo, será fácilmente evidente por aquellos expertos en la técnica que es posible incorporar la invención en formas específicas diferentes de las modalidades de ejemplo descritas anteriormente, y que esto se puede hacer sin apartarse del espíritu de la invención. Las modalidades de ejemplo descritas anteriormente en la presente son sólo ilustrativas y no se deben considerar restrictivas de ninguna manera. El alcance de la invención se da por las reivindicaciones anexas, en lugar de la descripción precedente, y todas las variaciones equivalentes que caigan dentro del intervalo de las reivindicaciones se propone que se abarquen en la presente.

Claims (37)

1. REIVINDICACIONES . 1. Un sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado para interruptor eléctrico, que comprende : un microprocesador; un medio de generación de corriente, acoplado operativamente al microprocesador, para proporcionar una corriente de impulsión requerida para regular un accionador para mover al menos uno de dos contactos del interruptor en el interruptor eléctrico; y un medio de retroalimentación de posición, acoplado operativamente al menos a uno de los dos contactos, para proporcionar la información de la posición del contacto al microprocesador, en donde el microprocesador comprende un medio para controlar un medio de generación de corriente en tiempo real, durante una operación de interrupción, como una función de una posición inicial del contacto y una posición de contacto, actual, como se proporciona por el medio de retroalimentación de posición, de tal forma que al menos un contacto transite desde esa posición inicial del contacto a la posición final de contacto de acuerdo con un perfil predefinido de movimiento, para proporcionar interrupción sincronizada con la forma de onda de CA.
2. 2. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 1, en donde el medio para controlar el medio de generación de corriente comprende : un medio para comparar los datos de desempeño de la operación de conmutación con el perfil de movimiento predefinido durante la operación de conmutación; y un medio para modificar el perfil de movimiento de al menos un contacto durante la operación de conmutación al ajustar una función de transferencia asociada con el sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado basado en la comparación de los datos de desempeño de la operación de interrupción y el perfil de movimiento predefinido.
3. 3. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 1, en donde el microprocesador comprende adicionalmente: un medio para salvar los datos del desempeño anterior de operación de interrupción de una o más operaciones anteriores de interrupción; un medio para comparar los datos del desempeño anterior de operación de conmutación con un perfil deseado de desempeño; y un medio para modificar el perfil de movimiento predefinido al ajustar una función de transferencia asociada con el sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado, basándose en la comparación de los datos de desempeño anterior de operación de interrupción y el perfil deseado de desempeño.
4. 4. El sistema de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 1, en donde el medio para controlar el medio de generación de corriente comprende: un medio para iniciar la operación de interrupción como una función de la información de sincronización asociada con la forma de onda de CA.
5. 5. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 4, en donde el medio para controlar el medio de generación de corriente comprende además : un medio para salvar los datos del desempeño anterior de la operación de interrupción de una o más operaciones anteriores de interrupción; y un medio para ajustar el medio de iniciación de operación de interrupción como una función de los datos del desempeño anterior de operación de interrupción.
6. 6. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 5, en donde los datos de desempeño anterior de la operación de interrupción incluye una medida de la sincronización de la forma de onda de CA.
7. 7. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 4, en donde la información de sincronización incluye uno o más impulsos, cada uno se genera concurrente y da como resultado de un punto de cruce cero correspondiente a lo largo de la forma de onda de CA, y en donde un periodo de tiempo entre los impulsos consecutivos corresponde a un medio ciclo de la forma de onda de CA.
8. 8. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 7, en donde el medio para controlar el medio de generación de corriente comprende además : un medio para generar señales de interrupción de punto de cruce cero concurrente y da como resultado de cada uno o más impulsos; un medio para generar un medio predefinido de señales de interrupción de intervalo de sincronización durante el periodo entre cada señal de interrupción de punto de cruce cero, en donde el medio para iniciar la operación de interrupción se lanza concurrente a una señal predefinida de las señales de interrupción del intervalo sincronizado.
9. 9. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 4, en donde la información de sincronización incluye un impulso de sincronización generado concurrente y como resultado de un diferencial de cero tensión a través de los dos contactos del interruptor.
10. 10. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 1, en donde el medio de retroalimentación de posición comprende: un medio para proporcionar la posición inicial del contacto para el medio de control de generación de corriente basado en una distancia total recorrida por al menos un contacto durante una operación previa de interrupción.
11. 11. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 1, en donde el accionador utilizado para mover al menos uno de los dos contactos del interruptor se asocia con una bobina móvil .
12. 12. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 1, en donde el accionador utilizado para mover al menos uno de los dos contactos del interruptor se asocia con un motor lineal.
13. 13. El sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado según la reivindicación 1, en donde el accionador utilizado para mover al menos uno de los dos contactos del interruptor se asocia con una unidad hidráulica.
14. 14. Un interruptor capacitivo, que comprende: un interruptor de corriente que contiene al menos un contacto móvil; un accionador acoplado a por lo menos un contacto móvil; un circuito de control de movimiento, de retroalimentación de circuito cerrado que comprende: un microprocesador, un circuito de modulación de ancho de impulso (PWM) , acoplado operativamente al microprocesador, donde el circuito PWM produce la corriente de impulsión para el accionador que se requiere para impulsar al menos un contacto móvil desde una posición inicial del contacto a una posición final del contacto durante una operación de interrupción; un sensor de posición acoplado ópticamente a por lo menos un contacto, un decodificador, en donde el decodificador recibe y decodifica los datos de la posición del contacto del sensor de posición y envía los datos de la posición de contacto decodificados al microprocesador, en donde el microprocesador incluye un medio de retroalimentación de circuito cerrado para controlar la posición del contacto y la velocidad en tiempo real, durante la operación de interrupción, basándose en la posición inicial del contacto, en una señal de retroalimentación de la posición actual del contacto y en una señal de retroalimentación de la velocidad actual del contacto, de tal forma que la operación de interrupción se sincronice con una forma de onda de tensión de CA a través del interruptor capacitivo.
15. 15. El interruptor capacitivo según la reivindicación 14, en donde el circuito PWM comprende: un convertidor de digital a analógico; y un amplificador de potencia.
16. 16. El interruptor capacitivo según la reivindicación 14, en donde el sensor de posición es un codificador de cuadratura, óptico.
17. 17. El interruptor capacitivo según la reivindicación 14, en donde el medio de retroalimentación de circuito cerrado para controlar la posición y velocidad del contacto comprende: un medio para derivar la señal de retroalimentación de la velocidad del contacto de la señal de retroalimentación y la posición del contacto; un medio para comparar la señal de retroalimentación de la velocidad de contacto con un perfil predefinido de movimiento; y un medio para ajustar la corriente producida por el circuito PWM como una función de la comparación entre la señal de retroalimentación y la velocidad de contacto y el perfil de movimiento predefinido.
18. 18. El interruptor capacitivo según la reivindicación 14, en donde el microprocesador incluye además : un medio para salvar los datos de retroalimentación de la velocidad, asociados con una o más operaciones anteriores de interrupción; un medio para comparar los datos de retroalimentación de la velocidad de una o más operaciones anteriores de interrupción con un perfil de movimiento, predefinido; y un medio para modificar el perfil predefinido de movimiento al ajustar una función de transferencia asociada con el circuito de control de movimiento de retroalimentación del circuito cerrado basado en la comparación entre los datos de retroalimentación de la velocidad de una o más operaciones anteriores de interrupción y un perfil predefinido de movimiento.
19. 19. El interruptor capacitivo según la reivindicación 14, que comprende además: un circuito de análisis de forma de onda de tensión de CA; y una interfaz de control del interruptor capacitivo.
20. 20. El interruptor capacitivo según la reivindicación 19, en donde el microprocesador comprende además : un medio para recibir la información de sincronización del circuito de análisis de forma de onda de tensión de CA; un medio para recibir una orden de ejecución de operación de interrupción de la interfaz de control del interruptor capacitivo; y un medio para iniciar la operación de interrupción como una función de la información de sincronización y la orden de ejecución de la operación de interrupción.
21. 21. El interruptor capacitivo según la reivindicación 20, en donde el microprocesador comprende además: un medio para salvar los datos del desempeño de la operación de interrupción de una o más operaciones anteriores de interrupción; y un medio para ajustar el medio de iniciación de la operación de interrupción basándose en los datos del desempeño de operación de interrupción de una o más operaciones anteriores de interrupción, en donde los datos de desempeño de la operación de interrupción de una o más operaciones anteriores de interrupción incluye una medida de la sincronización de la forma de onda de tensión de CA.
22. 22. El interruptor capacitivo según la reivindicación 20, en donde la información de sincronización incluye una pluralidad de impulsos de sincronización, y en donde cada impulso de sincronización se genera por el circuito de análisis de forma de onda de tensión de CA concurrente al punto de cruce de cero tensión a lo largo de la forma de onda de tensión de CA y como una función del mismo.
23. 23. El interruptor capacitivo según la reivindicación 22, en donde la formación de sincronización incluye señales de interrupción de cruce de cero tensión, cada una que se genera por el microprocesador concurrente al impulso de sincronización correspondiente y como resultado del mismo.
24. 24. El interruptor capacitivo según la reivindicación 23, en donde la información de sincronización incluye un número de señales de interrupción de intervalo sincronizado generadas en intervalos igualmente separados por el microprocesador durante el periodo entre las señales de interrupción de cero tensión, consecutivas .
25. 25. El interruptor capacitivo según la reivindicación 20, en donde la información de sincronización incluye un impulso de sincronización asociado con un diferencial de tensión a través de los contactos del interruptor capacitivo.
26. 26. El interruptor capacitivo según la reivindicación 14, en donde el accionador se asocia con una bobina móvil.
27. 27. El interruptor capacitivo según la reivindicación 14, en donde el accionador se asocia con un motor lineal.
28. 28. El interruptor capacitivo según la reivindicación 14, en donde el accionador se asocia con una unidad hidráulica.
29. 29. Un método de retroalimentación de circuito cerrado para controlar al menos un contacto en un interruptor eléctrico durante una operación de interrupción, el método comprende los pasos de: generar una corriente de impulsión requerida para mover al menos un contacto; generar datos de retroalimentación de la posición del contacto en tiempo real, durante la operación de interrupción; y controlar la generación de la corriente de impulsión requerida para regular el movimiento de al menos un contacto en tiempo real, durante la operación de interrupción, de una tensión de una posición inicial de contacto y los datos de retroalimentación de la posición de contacto en tiempo real, de tal forma que al menos un contacto transite desde la posición inicial del contacto a una posición final del contacto de acuerdo con un perfil predefinido de movimiento, para proporcionar la interrupción sincronizada con la forma de onda de corriente o tensión de CA.
30. 30. El método según la reivindicación 29, en donde el paso de controlar la generación de la corriente de impulsión requerida para regular un movimiento de al menos un contacto en tiempo real, durante la operación de interrupción comprende los pasos de: derivar los datos de retroalimentación de la velocidad del contacto, en tiempo real de los datos de retroalimentación y la posición de contacto en tiempo real; comparar los datos de retroalimentación de la velocidad del contacto en tiempo real con el perfil predefinido de movimiento; y ajustar la corriente de impulsión requerida para regular el movimiento de al menos un contacto como una función de la comparación entre los datos de retroalimentación de la velocidad del contacto y el perfil en movimiento predefinido.
31. 31. El método según la reivindicación 29, que comprende además los pasos de : salvar los datos de retroalimentación de la velocidad del contacto asociados con una o más operaciones anteriores de interrupción; comparar los datos de retroalimentación de la velocidad del contacto de una o más operaciones anteriores de interrupción con un perfil predefinido de movimiento; y modificar el perfil predefinido de movimiento basándose en la comparación entre los datos de retroalimentación de la velocidad de una o más operaciones anteriores de interrupción y el perfil predefinido de movimiento .
32. 32. El método según la reivindicación 29, que comprende además el paso de: iniciar la operación de interrupción como una función de la información de sincronización y una orden de ejecución de la operación de interrupción, en donde la información de sincronización se asocia con la forma de onda de la tensión o corriente de CA.
33. 33. El método según la reivindicación 32, que comprende además los pasos de : salvar los datos de desempeño de la operación de interrupción de una o más operaciones anteriores de interrupción; y ajustar la iniciación de la operación de interrupción basándose en los datos de desempeño de la operación de interrupción de una o más operaciones anteriores de interrupción, en donde los datos de desempeño de la operación de interrupción de una o más operaciones anteriores de interrupción incluye una medida de la sincronización de la forma de onda de tensión o corriente de CA.
34. 34. El método según la reivindicación 32, en donde la información de sincronización incluye impulsos de sincronización, cada uno asociado con un punto de cruce de cero tensión o cero corriente a lo largo de la forma de onda de tensión o corriente de CA, respectivamente.
35. 35. El método según la reivindicación 34, en donde la información de sincronización incluye señales de interrupción de cruce de cero tensión o cero corriente, cada una que se genera con corriente y da como resultado de un impulso de sincronización correspondiente.
36. 36. El método según la reivindicación 35, en donde la información de sincronización incluye un número de señales de interrupción de intervalo sincronizado, cada una se asocia con una de una pluralidad de intervalos de sincronización igualmente espaciados entre las señales de interrupción de cruce de cero tensión o cero corriente, adyacentes .
37. 37. El método según la reivindicación 32, en donde la información de sincronización incluye una señal de sincronización asociada con un diferencial de cero tensión a través de los contactos del interruptor.