Dispositivo de contactos de potencia con compensación electrodinámica en presencia de corrientes elevadas.

Dispositivo de contactos (10, 100, 200, 300) de potencia de un aparato eléctrico de mando, que comprende:

- al menos un primer elemento de contacto fijo

(11) y un segundo elemento de contacto móvil (12) diseñados para ocupar una posición de cierre en la que se encuentran en contacto eléctrico para el establecimiento y el paso de la corriente, y una posición de apertura en la que los dos elementos de contacto están separados el uno del otro interrumpiendo la circulación de la corriente;

- y unos medios de compensación electrodinámica para el mantenimiento de los elementos de contacto en la posición de cierre al producirse una corriente de cortocircuito, efectuándose dicha compensación gracias al efecto de atracción electrodinámica debida a la circulación de la corriente que se efectúa en el mismo sentido en los dos elementos de contacto,

caracterizado por que los dos elementos de contacto fijo (11) y móvil (12) se forman según dos espiras yuxtapuestas dispuestas enfrentadas una a la otra en la posición de apertura, realizándose cada espira en un material a la vez magnético y conductor de la corriente para constituir una única pieza que desempeña la función de contacto de potencia, de bobina generadora de un campo de inducción magnética y de circuito magnético de refuerzo y de canalización de dicho campo magnético.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12354042.

Solicitante: SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 35 RUE JOSEPH MONIER 92500 RUEIL-MALMAISON FRANCIA.

Inventor/es: LE YOUDEC,GÉRALD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Contactos (contactos líquidos H01H 29/04) > H01H1/22 (con miembro pivotante rígido llevando el contacto móvil)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS... > Contactos (contactos líquidos H01H 29/04) > H01H1/54 (por fuerza magnética)

PDF original: ES-2523405_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de contactos de potencia con compensación electrodinámica en presencia de corrientes elevadas Campo técnico de la invención La invención se refiere a un dispositivo de contactos de potencia de un aparato eléctrico de mando, que comprende:

- al menos un primer elemento de contacto fijo y un segundo elemento de contacto móvil diseñados para ocupar una posición de cierre en la cual se encuentran en contacto eléctrico para el establecimiento y el paso de la corriente, y una posición de apertura en la cual los dos elementos de contacto están separados uno del otro interrumpiendo la circulación de la corriente; -y unos medios de compensación electrodinámica para el mantenimiento de los elementos de contacto en la posición de cierre al producirse una corriente de cortocircuito, efectuándose dicha compensación gracias al efecto de atracción electrodinámica debida a la circulación de la corriente que se efectúa en el mismo sentido en los dos elementos de contacto.

El aparato eléctrico de mando no tiene ningún poder de corte, pero sus contactos deben mantenerse obligatoriamente cerrados en presencia de un cortocircuito, el cual se elimina mediante un disyuntor de protección conectado aguas arriba.

Estado de la técnica Para garantizar esta inmunidad de los contactos cuando se produce un cortocircuito, es habitual compensar la fuerza de repulsión electrodinámica que se ejerce entre los contactos mediante una fuerza electrodinámica antagonista en sentido opuesto.

La fuerza que se ejerce sobre el contacto móvil es directamente proporcional al cuadrado de la corriente, pero inversamente proporcional a la distancia entre contactos. Esta distancia no debe ser demasiado grande para que tenga un efecto significativo sobre las sobreintensidades bajas o medias. Por el contrario, en caso de corrientes elevadas de cortocircuito, las fuerzas electrodinámicas son importantes y podrían deformar las piezas de contacto de cobre.

El documento FR 2905795 se refiere a un dispositivo de contacto que comprende dos elementos de contacto separables que se extienden paralelos uno al otro en la posición de cierre, estando cada uno equipado con un par de pastillas de contacto. En la posición de cierre, los dos elementos de contacto están dispuestos enfrentados uno al otro, estando conectados eléctricamente en paralelo, de tal modo que la corriente se divide entre los dos elementos de contacto, por los que circula en el mismo sentido. De esto se derivan unas fuerzas de atracción electrodinámicas que mantienen cerradas las pastillas de contacto. Estas fuerzas no se ven afectadas por una eventual saturación de circuito magnético, ya que todo sucede en el aire. En las grandes corrientes de cortocircuito, las fuerzas de atracción son muy altas y podrían deformar los elementos de contacto con ramas alargadas. Dicho dispositivo de contacto precisa, además, dos pastillas de contacto por elemento de contacto, lo que aumenta el coste de fabricación.

Otra solución conocida consiste en utilizar un circuito magnético en forma de U para mantener los contactos cerrados. De esto se deriva una limitación de las fuerzas de atracción a causa de la saturación, pero se aumentan las dimensiones totales de las cámaras de interrupción de la corriente.

Objeto de la invención El objeto de la invención consiste en realizar un dispositivo de contacto de potencia con unas dimensiones reducidas, y con compensación electrodinámica mejorada con independencia de la intensidad de la corriente.

El dispositivo de contacto de acuerdo con la invención se caracteriza por que los dos elementos de contacto fijo y móvil se forman según dos espiras yuxtapuestas dispuestas enfrentadas una a la otra en la posición de apertura, realizándose cada espira en un material a la vez magnético y conductor de la corriente para constituir una única pieza que desempeña la función de contacto de potencia, de bobina generadora de un campo de inducción magnética y de circuito magnético de refuerzo y de canalización de dicho campo magnético.

En la posición de cierre, cuando la corriente circula del elemento de contacto móvil hacia el elemento de contacto fijo, se obtiene una bobina con dos espiras en serie, que genera la formación de un campo magnético canalizado por las propias espiras, puesto que también desempeñan la función de circuito magnético. De esto se derivan unas fuerzas de atracción electrodinámicas entre la espira móvil y la espira fija que mantienen los contactos cerrados en caso de cortocircuito o de sobreintensidad. Dicho dispositivo de contacto precisa pocas piezas para obtener la fuerza de compensación deseada. Las dos espiras permiten, además, una limitación de las fuerzas electrodinámicas debido a la saturación del material magnético, evitando una deformación de los elementos de contacto cuando se producen fuertes corrientes.

El aparato eléctrico de mando puede ser un interruptor de potencia, un contactor o un conmutador inversor.

De acuerdo con una característica de la invención, el primer elemento de contacto y el segundo elemento de contacto se realizan, bien en un material metálico de acero, bien mediante la sinterización de un polvo de metal magnético con un aglutinante termoplástico.

De acuerdo con otra característica de la invención, las dos espiras del primer elemento de contacto fijo, y del segundo elemento de contacto móvil se extienden en dos planos paralelos en la posición de apertura, estando el segundo elemento de contacto móvil montado giratorio según un eje vertical. De acuerdo con una forma preferente de realización, el segundo elemento de contacto móvil está insertado entre el primer elemento de contacto fijo, y un tercer elemento de contacto fijo para constituir un dispositivo de contacto inversor de corriente con dos posiciones de cierre situadas a ambos lados de la posición intermedia de apertura. El tercer elemento de contacto fijo se forma según una espira realizada en el mismo material que el de la espira del primer elemento de contacto fijo, y se extiende en paralelo a este último.

Dicho dispositivo de contacto se aplica a un inversor trifásico que permite la inversión del sentido de rotación de un motor eléctrico trifásico al invertir la conexión entre dos fases. Los contactos de este inversor permanecen cerrados en presencia de un cortocircuito.

Los polos del inversor están alojados en tres compartimentos yuxtapuestos de una caja de un material aislante, en la cual:

- los primeros contactos fijos de los dos polos de extremo están interconectados eléctricamente mediante un primer conductor de conexión conectado con un primer terminal de acoplamiento; -los terceros contactos fijos de dos polos de extremo están interconectados mediante un segundo conductor de conexión conectado con un tercer terminal de acoplamiento.

Los dos conductores de conexión son paralelos y están aislados entre sí, y un conductor pasante sin intervalo de interrupción de la corriente está de manera ventajosa integrado en el polo intermedio.

Breve descripción de los dibujos Se mostrarán de manera más clara otras ventajas y características en la descripción que viene a continuación de una forma de realización de la invención, que se da a título de ejemplo no limitativo y se representa en los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista despiezada en perspectiva de un dispositivo de contacto de acuerdo con la invención, que comprende un único elemento de contacto fijo; -la figura 2 representa una vista idéntica de una variante de realización de la invención con un dispositivo de contacto doble, equipado con un par de contactos fijos de tipo inversor; -la figura 3 muestra un dispositivo de contacto de dos polos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de contactos (10, 100, 200, 300) de potencia de un aparato eléctrico de mando, que comprende:

- al menos un primer elemento de contacto fijo (11) y un segundo elemento de contacto móvil (12) diseñados para ocupar una posición de cierre en la que se encuentran en contacto eléctrico para el establecimiento y el paso de la corriente, y una posición de apertura en la que los dos elementos de contacto están separados el uno del otro interrumpiendo la circulación de la corriente; -y unos medios de compensación electrodinámica para el mantenimiento de los elementos de contacto en la posición de cierre al producirse una corriente de cortocircuito, efectuándose dicha compensación gracias al efecto de atracción electrodinámica debida a la circulación de la corriente que se efectúa en el mismo sentido en los dos elementos de contacto, caracterizado por que los dos elementos de contacto fijo (11) y móvil (12) se forman según dos espiras yuxtapuestas dispuestas enfrentadas una a la otra en la posición de apertura, realizándose cada espira en un material a la vez magnético y conductor de la corriente para constituir una única pieza que desempeña la función de contacto de potencia, de bobina generadora de un campo de inducción magnética y de circuito magnético de refuerzo y de canalización de dicho campo magnético.

2. Dispositivo de contactos (10, 100, 200, 300) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el primer elemento de contacto fijo (11) y el segundo elemento de contacto móvil (12) se realizan en un material metálico de acero.

3. Dispositivo de contactos (10, 100, 200, 300) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que el primer elemento de contacto fijo (11) y el segundo elemento de contacto móvil (12) se realizan mediante la sinterización de un polvo de metal magnético con un aglutinante termoplástico.

4. Dispositivo de contactos (10, 100, 200, 300) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las dos espiras del primer elemento de contacto fijo (11) y del segundo elemento de contacto móvil (12) se extienden en dos planos paralelos en la posición de apertura, estando dicho segundo elemento de contacto móvil montado giratorio en un eje vertical (XXâ?) .

5. Dispositivo de contactos (100, 200, 300) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el segundo elemento de contacto móvil (12) está insertado entre dicho primer elemento de contacto fijo (11) y un tercer elemento de contacto fijo (20) para constituir un dispositivo de contacto inversor de corriente con dos posiciones de cierre situadas a ambos lados de la posición intermedia de apertura.

6. Dispositivo de contactos (100, 200, 300) de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el tercer elemento de contacto fijo (20) se forma según una espira realizada con el mismo material que el de la espira del primer elemento de contacto fijo (11) , y se extiende en paralelo a este último.

7. Dispositivo de contactos (100, 200, 300) de acuerdo con la reivindicación 6, aplicado a un inversor trifásico cuyos polos (R, S, T) están alojados en tres compartimentos yuxtapuestos de una caja (25) de un material aislante, caracterizado por que:

- los primeros elementos de contactos fijos (11) de los dos polos del extremo (R, T) están interconectados eléctricamente mediante un primer conductor de conexión (22) unido a un primer terminal (B1) de acoplamiento; -los terceros elementos de contactos fijos (20) de dos polos del extremo (R, T) están interconectados mediante un segundo conductor de conexión (23) unido a un tercer terminal (B3) de acoplamiento; -los dos conductores de conexión (22, 23) son paralelos y están aislados entre sí.

8. Dispositivo de contactos (300) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que el polo intermedio (S) consta de un conductor pasante (24) unido a un segundo terminal (B2) de acoplamiento, el cual está dispuesto entre el primer terminal y el tercer terminal (B1, B3) de acoplamiento del inversor.

9. Interruptor eléctrico que utiliza el dispositivo de contactos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4.

10. Contactor eléctrico que utiliza el dispositivo de contactos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4.

11. Inversor eléctrico que comprende un dispositivo de contactos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8.