PT93734A - Sistema de circuitos para comandar pelo menos um rele electromagnetico - Google Patents

Description

Descrição referente á patente de invenção de SIEiíEHS áOlEKESELLd-CHAFT, alemã, industrial s comercial, com sede em Vittelsbacnerplatz 2, D-ôOOQ Munique, Kepública Federal Alemã» <inventor: Eichard Siepmann, residente na Alemanha Ocidental), para ’ΙΒΙΒΧΕΜΑ. m .OlMCmXCB PAPA. COMAKDÃH_PELQ MOS.....HM.J?ELé SLiSrH01âSSíIl,QQ!l. â presente invenção refere-se a um sistema de circuitas para o comando de pelo manos ma relé electromagnético através de um interruptor eleotrônico tornado condutor por impulsos, é conhecido ura comando de relés por impulsos, por exemplo da patente DE-A-31 44 000, Por meio deste comando por impulsos pode ajustar—se ρ-ara um valor mi nimo a corrente resultante através da bobina, de acordo com & excitação de retenção necessária, a fim de manter baixa a •potência consumida na bobina, e.portanto o aquecimento do rela. Porem, para este comando por impulsos uma relação de imrrjlsos ajustada com um valor fixo só pode ser usada se a tensão não variar e também a temperatura ambiente se mantiver mais ou manos constante, um caso de aplicação da presente invenção é a utilisação de relés nos automóveis, onde eles são ãLO.idíáac. fechados de maneira estanque em caixas de relés, onde • 1 -

eles estão sujeitos não só a fortes variaço^® o.e temperatura exterior como também no interior das caií-ta® de rerss, na vendo o perigo de um aquecimento mútuo. Acresces oamo um outro problema, que a tensão da bateria mm automóvel varie, muito xc-rtemente. Para., mesmo com a tensão da oaxeri* caixa e para temperaturas ambientes elevadas, garantir uma operação segura do= vários relês, dimensionam—se as bobia.es o.e escs.tacão para o lado da segurança, isto é, para os casos mais dssfavoráve Is, o que conduz, no serviço permanente, a uma forte proaução de calor no relé em questão e nos relês vizinhos.

Como nestas aplicações cada um dos relês ê ligado em instantes e com durações diferentes, o comando por impulsos até agora conhecido poderia fazer-se de modo tal que se dimensionem individualmente para os vários reles a corrente cu a tensão das bobinas s se utilizem para o comando correspondente interruptores electrónicos. Has tais circuitos de comando individuais seriam, com o número crescente de relês que se utilizam nas automóveis e era casos análogos, não só muito dispendiosos como também estariam ligados com uma grande necessidade de espaço, O objecto da presente ivençao consiste portanto em proporcionar tua circuito de comando de relês com o qual podem comandar-se reiés sm qualquer número alojados em conjunto mas ligados indivíduaImante, de modo tal que s® garanta em cada casa uma excitação de retenção segura, mas podendo impedix—se um consumo excessivo d® potência e portanto um desenvolvimento indesejável de calor.

Segundo a presente invenção, este sistema de circuitos possui as seguintes oar&Gteristicas; - Todos os circuitos de excitação dos enrolamentos dos vários relês que poderá ser ligados individualmente podem ser ligados esa paralelo entre si, com o primeiro terminal de ligação ligada a um polo cie uma. fonte de tensão continua, e com o segundo terminal de ligação ligado - 2 -

através de um trajecto de comutação de um interruptor electrónica ao segundo pólo da fonte de tensão contínua» - Previu-se um dispositivo de comando que torna condutor e bloqueia» por impulsos, o interruptor electrónioo, e - A relação de impulsos dos impulsos que tornam o interruptor condutor é ajustada no dispositivo de comando em função da tensão de serviço da fonte de tensão e da temperatura ambiente do relé, de modo tal que não se desce abaixa da corrente de retenção mínima necessária para os relés ligados, lo sistema de comando segunda a presente invenção, fixa-se portanto no dispositivo de comanda uma corrente de retenção mínima de modo tal que eia é precisamente suficiente para todos os relés ligadas ou susceptíveis de ser ligados, tenda sempre em canta as variações da tensão de serviço e a temperatura ambiente. 0 circuito trabalha em principio naturalmente também já com um relé. A vantagem particular resulta no entanto do comando de grupo, visto que o dispoitivo de comando apenas tem de ser prevista uma vss.

Convenientemente, a relação de impulsos dos impulsos que tornam o interruptor condutor no dispositivo de comando é ajustada de modo tal que cada um dos relés ligados é excitado precisamente com a corrente de retenção.

Se, por exemplo, a tensão de alimentação diminuir para o valor de tensão de reten,ão, as impulsos com uma certa cadência transformam-se numa corrente permanente. Como a tensão de retenção é cerca de 50% da tensão nominal, neste caso pode poupar-se cerca de 75% da potência. Mas se a tensão de serviço subir para além do valor nominal da tensão, neste caso crítico gera-se apenas cerca de 1/6 da calor, de modo que pode baixar-se a temperatura de uma caixa de relé num automóvel,

Mas para garantir, para o ajustamento — J — f

geral da relação de impulsas para a excitação de retenção, também no caso de cada nova ligação de um relé a sua operação, de maneira conveniente cada circuito de excitação de um relé é explorado por um circuita de vigilánciae, quando da ligação de um relé adiconal, aplica-se ao interruptor electrónico um impulso de corrente permanente durante o tempo de ligação. Um tal andar de entrada para a detecção de um estado de ligação de comando é na realidade necessário para cada relé, mas é assim possível aumentar apenas pouco o custo do dispositivo global, visto que a parte principal do dispositivo de comando tem de ser prevista apenas uma vez, O dispositivo de comando pode conter um aparelho de comando digital, por exemplo um microcontrolador podendo a entrada dos estados de comanda dos vários relés ser feita como grandezas de entrada digitais e a tensão de serviço e a temperatura ambiente como grandezas de entrada analógicas. Os valores caracteristicos dos relés a ligar são neste caso convenientemente memorizados sob a forma de tabelas ou de familias de curvas caracteristicas, de modo que possam gerar-se, de acordo com uma instrução de cálculo, para cada um dos valores de entrada a relação de impulsos apropriada para o interruptor electrónico.

Mas pode também prever-se em vez de um comanda digital um comando analógico. Neste caso, numa forma de realização conveniente, previu-se que o dispositivo de comando apresenta uma bobina de referência montada em contacto térmico com o relé, cuja constante de tempo seja menor que ou igual à do relé que opera mais rapidamente, sendo a corrente que passa na bobina de referência controlada por umcircuito de controla da corrente e traduzida para determinar a relação de impulsos. Esta avaliação pode então fazer-se desligando o interruptor electrónico quando a corrente na bobina de referência ultrapassar um valor de limiar pré-determinado acima da corrente de retenção do relé, e ligando o interruptor electrónico quando a corrente na bobina de referência descer » 4 ·*

abaixo de um valor de limiar pré-determinado para a corrente de retenção. Este controlo da corrente pode por exemplo fazer-se por sensores usuais, eventualmente por uma resistência. Convenientemente há também uma vigilância da corrente por medição do fluxo magnético na bobina de referência, por exemplo através de uma resistência variável em função da campo magnético.

Descreve-se a seguir com mais pormenor a presente invenção num exemplo de realização, com referência aos desenhas anexos, cujas figuras representam; A fig. 1, um sistema de circuitos, parcialmente esquemáticamente, de um circuito de comando com um dispositivo de comando digital? e A fig. 2, um circuito de comando análogo com um dispositivo de comando que trabalha analogicamente. A fig. 1 mostra, numa representação parcialmente simplificada, um circuito de comando para uma série de relés, cujas bobinas de excitação <EL1>, <RL2>, <SLS), estão montadas em paralelo. Através de interruptores correspondentes <sl>, <s2>, <s3>, .., <sn>, esses relés podem ser ligados á tensão de serviço <ϋ©>. Os pontos terminais opostos aos interruptores das bobinas de excitação (ELI) a <KLn> estão ligados no trajecto de ligação de um interruptor electrónico, por exemplo de transístor de efeito de campo <FET>. Todos os relés <RL1> a <RLn> estão montados numa caixa de relés comum (EB), representada por uma linha a tracejado. O interruptor electrónico FET é tornado condutor por impulsos por meio de um dispositivo de comando de grupo <GSE>, que gera, num gerador de impulsos <IG1>, uma relação de impulsas pelo menos correspondente aos relés a ligar. Esta relação de impulsas é fixada em função da tensão de serviço <11©> e da temperatura na caixa de relés <RB>,

Para isso, está ligado um voltímetro (V) eia paralelo coxa os circuitos de excitação, e um sensor de temperaturas (TS>, que está montado na própria caixa de relés, fornece os valores da temperatura válidas em cada caso, A partir da tensão de serviço e da temperatura calcula-se em cada caso a relação de impulsos segundo uma função dependente dos valores característicos do relé. Esta função ou dados característicos são por exemplo memorizados numa memória de funções (FM). A fim de tornar passível a passagem da corrente através das bobinas de excitação durante o tempo de desligação do interruptor electrónico (FBT), liga-se, de uma maneira conhecida um díodo de funcionamento em vazio <FD> em paralelo com os enrolamentos.

Quando da ligação de um dos relés <RL1> a (RLn), avalia-se a variação de potencial numa das linhas de exploração <A1> a (An) e faz-se a sua tradução para a ligação de um muitivibrador monostâvel GIF), Esta exploração está na fig. 1 apenas representada esquematicamente; na medida em que é necessária uma adaptação dos níveis, esta é feita da maneira usual por um técnico. A operação de um muitivibrador (MF) num dos fios de exploração <A1) a <An> é detectada no circuito QU (QR1) e traduzida através do gerador de impulsos (IG2) na unidade de comando de grupo (GSE) para gerar um impulso permanente. Este impulso permanente é sentido pelo menos enquanto for suficiente para a operação segura de cada um dos relés. Através do circuito QU (0S2), este impulso permanente é sobreposto aos impulsos de corrente de retenção do gerador de impulsos (IG1>, de modo que o interruptor electrónico <FET) fica condutor durante a operação do novo relé ligado. A fig. 2 mostra uma outra forma de realização alternativa para um modo de funcionamento analógico da unidade de comando de grupo (GSE), Sempre que na fig, 2 os componentes ou elementos lógicos de comutação têm a mesma função que na fig, 1, utilizam-se as mesmas referências.

Também neste caso, os enrolamentos de excitação (RLi) a (RLn) podem ser ligados em paralelo através dos interruptores (sl> a 6 ** 2 q.;; <sn), e ligados à tensão de serviço Tfe, A ligação é explorada através dos fios de explora,âo <A1> a <An), fazendo-se na Fig. 1, por exemplo através de dois disparadores de Schmitt (ST1) e (ST2>, urna explora,áo dos impulsos de corrente na resistência <R1> e no condensador <C> e traduz-se através de um circuito "E" ligada a seguir para gerar um sinal. Através do circuito “OU” (QR1) gera-se também neste caso, quando da ligação de um relé adicional, um impulso permanente de por exemplo 10 ms num gerador de impulsas correspondente <IG3>. Este impulso permanente é aplicado através do díodo <3)2 > e do amplificador operacional <0P> directamente ao interruptor electrónico (FET), A relação de impulsos propriamente dita para o serviço normal, nesta forma de realização da fig. 2. é determinada por uma bobina de referência <RS), montada na caixa de relés <RB> e que apresenta uma constante dè tempo <L/R) que é menor do que ou igual à constante de tempo do relé que opera mais rapidamente. Esta bobina de referência é ligada em paralelo com as bobinas de excitação dos relés à tensão de serviço e para a obtenção da relação de impulsas, vigia-se a sua corrente, Gomo a bobina de referência está em contacto térmico com o relé, a sua resistência varia também como a das bobinas de excitação. Além disso, quando aumentar a tensão de serviço a subida da corrente é acelerada, o que conduz a uma redução da duração da ligação. A vigilância da corrente pode fazer-se de uma maneira conhecida numa resistência de medição,* no exempla de realização representada, ela fas-se através de uma medição de fluxo com uma resistência sensível ao fluxo magnético na bobina de referência <RS>, Esta resistência sensível ao fluxo magnético varia o seu valor de acordo com o fluxo magnético na bobina de referência. Essa resistência, como resistência variável, é introduzida juntamente com as resistências <R2); <R3> e <R4) num circuito divisor de tensão nas duas entradas do amplificador operacional <0P). 7

Claims (1)

1. Se a corrente na bobina de referência <RS> descer abaixo de uma corrente de retenção do relê ligado, o interruptor electrónico é ligado através do amplificador operacional (0P> e desligado, por exempla para uma corrente cerca de 10% mais elevada. Com o interruptor electrónico <FET> desligado, a corrente continua a passar, de uma maneira conhecida, através do díodo de funcionamento em vazio <FD> comum em paralela com as bobinas. R—_A-Ç_o_.E. .S - li - Sistema de circuitos para o comando de pelo menos um relé electromagnético, caracterizado por: - todos os circuitos de excitação dos enrolamentos dos relés susceptíveis de ser ligados individualmente <SLi a RLn) estarem ligados em paralelo entre si e com um primeiro terminal de ligação a um polo de uma fonte de tensão contínua <Ues> e com o seu segunda terminal de ligação podendo ser ligados, através do trajecto de comando de um interruptor electrónico <FET>, ao segundo polo da fonte de tensão contínua; - se prever um dispositivo de comando (GSE), que, por impulsos, torna o condutor e bloqueia o interruptor electrónico (FET), e - a relação de impulsos dos impulsos que comandam o referido estado de condução ser, no dispositivo de comando <GSE), ajustada em função da tensão de serviço <Ife> da fonte de tensão e da temperatura ambiente dos relés de modo tal que não se desça abaixo da tensão mínima de retenção necessária para os relés ligados. - 2ã - Sistema de circuitas de acorda com a reivindicação 1, caracterizado por: m 0 —

   S§!J£^3EBKffiB!HS25a iiÍ'S^KP2ei é? .^r - todos os circuitos de excitação dos relés serem explorados por um circuito de vigilância <A1 a An) e, quando da ligação de um circuita de excitação, se aplicar durante o tempo de ligação de um relê um impulso permanente no interruptor electrónico <FET>. - Sã - Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a ligação de um relê ser traduzida por uma vigilância de tensão para gerar ura sinal digital, de modo que se desencadeia no dispositivo de comando um impulso permanente com uma duração pré-determinada. - 4â - Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por: - os valores de medida de um sensor de temperatura <TS) que está em contacto térmica com pelo menos uma parte dos relés ligadas, bem como de um voltímetro <V> que recebe a tensão da fonte de tensão contínua serem conduzidos a um dispositivo de comando digital (IG1) que, com o auxílio de um função registada, que depende das dados caracteristicas dos relés, gera a relação de impulsos de definição do referido estado de condução. - 5ã - Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por? - se utilizar como sensor da temperatura e da tensão de serviço uma bobina de referência <KS> cuja constante de tempo é menor do que, ou igual á do relé de operação mais rápida, a-bobina de referência <RS) estar em contacta térmico com peio menos uma parte dos relés e ligada em paralelo com os enrolamentos de excitação <RL1 a RLn> e à tensão de serviço, e - se supervisionar, por meio de um dispositivo de controlo de corrente, a corrente que passa através da bobina de rferência e se traduzir essa corrente para determinar a relação de impulsos. - 61 - Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o interruptor electrónico <FET) ser desligado quando a corrente na bobina de referência subir acima de um valor de limiar pré-determinado além da corrente de retenção dos relés e por ser ligado quando a corrente na bobina de referência CRS) descer abaixo de um valor de limiar aquém da corrente de retenção. - 7a - Sistema de circuitos de acorda com as reivindicações 5 ou 6, caracterizado por o controlo de corrente ser feita através de uma resistência de medição ligada no circuito da bobina de referência. - 8& - Sistema de circuitos de acorda com as reivindicações 5 ou 6, caracterizado por o controla da corrente se fazer por medição do fluxo magnético na bobina de referência. - - Sistema de circuita de acorda com a reivindicação 8, caracterizado por o fluxo magnética da bobina de referência ser detectado através de uma resistência-variável com o campo magnético, inserida num circuito divisor de tensão de um gerador de onda rectangular <R2, R-3, R4, OP), A requerente reivindica a prioridade do pedido de patente europeia apresentado em 13 de Abril de 1989, sob o nS 89 106 654.0, Lisboa, 11 de Abril de 1990

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