Dispositivo de medición de corrientes eléctricas y procedimiento para su fabricación.

Dispositivo de medición de corrientes eléctricas y procedimiento para su fabricación.

Se divulgan en el presente documento realizaciones de dispositivos de medición de corriente eléctrica y sistemas y procedimientos relacionados para formar y utilizar tales dispositivos. De acuerdo con ciertas realizaciones

, los dispositivos de acuerdo con la presente divulgación pueden comprender bobinas de Rogowski. También se divulgan sistemas y procedimientos para formar un dispositivo de medición de corriente usando una estructura de soporte de la bobina que puede permitir el uso de un alambre de longitud ininterrumpida para todos los bobinados asociados con el dispositivo de medición de corriente. Técnicas de fabricación automatizadas se pueden utilizar para facilitar la fabricación de dispositivos para la medición de corriente eléctrica y/o pueden reducir el coste de tales dispositivos. Varias realizaciones divulgadas en el presente documento incluyen el uso de una estructura de soporte de la bobina que se puede configurar selectivamente entre una configuración lineal y una configuración cerrada. Uno o más sensores de corriente divulgados en el presente documento pueden utilizarse en conexión con un relé de gestión del motor u otro tipo de dispositivo electrónico inteligente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2012/041002.

Solicitante: SCHWEITZER ENGINEERING LABORATORIES, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2350 NE Hopkins Court 99163 Pullmann WA Washington ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: SKENDZIC,VESELIN, KESLER,James R.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > IMANES; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; EMPLEO DE... > Detalles de transformadores o de inductancias en... > H01F27/28 (Bobinas; Arrollamientos; Conexiones conductoras)
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Dispositivo de medición de corrientes eléctricas y procedimiento para su fabricación.

Fragmento de la descripción:

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Dispositivo de medición de corrientes eléctricas y procedimiento para su fabricación Breve descripción de los dibujos Se describen realizaciones no limitativas y no exhaustivas de la divulgación, incluyendo diversas realizaciones de la divulgación con referencia a las figuras, en las que:

La figura 1A ilustra una vista en planta de una estructura de soporte de la bobina que se puede configurar selectivamente entre una configuración lineal y una configuración cerrada y puede ser utilizada en un dispositivo de medición de la corriente eléctrica en un conductor eléctrico, de acuerdo con una realización.

La figura 1B ilustra una vista en planta ampliada de una parte de la estructura de soporte de la bobina que se muestra en la figura 1A que incluye un pasador de bobinado.

La figura 1C ilustra una vista en planta ampliada de una parte de la estructura de soporte de la bobina que se muestra en la figura 1A e ilustra la colocación de un alambre de longitud 20 ininterrumpida con respecto a una pluralidad de barreras transversales de bobinado dispuestas cerca de áreas transversales de bobinado.

La figura 1D ilustra una vista en perspectiva lateral de la estructura de soporte de la bobina que se muestra en la figura 1A.

La figura 1E ilustra una vista en perspectiva lateral ampliada de una porción de la estructura de soporte de la bobina que se muestra en la figura 1A y muestra detalles de una articulación que conecta secciones de bobinado adyacentes.

La figura 1F ilustra una vista en perspectiva inferior de la estructura de soporte de la bobina se muestra en la figura 1A y muestra un canal a través del cual un husillo de bobinado extraíble puede ser colocado mientras la estructura de soporte de la bobina está en la configuración lineal.

La figura 1G ilustra una vista en perspectiva de extremo aumentada de la estructura de soporte de la bobina que se muestra en la figura 1A e ilustra un canal en el que se puede P201490070

insertar un husillo de bobinado extraíble.

La figura 1H ilustra una vista en perspectiva desde arriba de la estructura de soporte de la bobina que se muestra en la figura 1A que está formada en una forma octogonal y que se 5 puede colocar alrededor de un conductor eléctrico para medir la corriente eléctrica en el conductor eléctrico.

La figura 1I ilustra una vista en perspectiva isométrica de la estructura de soporte de la bobina que se muestra en la figura 1A que está formada en una forma octogonal.

La figura 2A ilustra una vista en perspectiva desde arriba de una estructura de soporte de la bobina que se puede configurar en una forma octogonal alargada y utilizada en un dispositivo para la medición de corriente eléctrica, de acuerdo con una realización.

La figura 2B ilustra una vista en perspectiva lateral de la estructura de soporte de la bobina que se muestra en la figura 2A.

La figura 2C ilustra una vista en perspectiva inferior de la estructura de soporte de la bobina que se muestra en la figura 2A.

La figura 2D ilustra una vista en perspectiva desde arriba de una estructura de soporte de la bobina formada en una forma octogonal alargada que se puede colocar alrededor de uno o más conductores eléctricos para medir la corriente eléctrica a través de los uno o más conductores eléctricos.

La figura 2E ilustra una vista en perspectiva isométrica de la estructura de soporte de la bobina que se muestra en la figura 2A.

La figura 3 ilustra un diagrama de flujo de una realización de un procedimiento para formar 30 un dispositivo de medición de la corriente eléctrica en un conductor eléctrico.

La figura 4 ilustra una vista en sección transversal de una sección de bobinado de un dispositivo para la medición de corriente eléctrica, e ilustra una primera capa de bobinado y una segunda capa de bobinado.

La figura 5A ilustra una vista isométrica de un relé de gestión del motor que incorpora P201490070

sensores de corriente, de acuerdo con una realización.

La figura 5B ilustra una vista frontal del relé de gestión del motor de la figura 5A.

La figura 5C ilustra una vista parcialmente en despiece ordenado del relé de gestión del motor de la figura 5A, e ilustra una placa de circuito impreso en la que se puede montar una pluralidad de sensores de corriente.

La figura 5D ilustra una vista isométrica de la placa de circuito impreso y la pluralidad de 10 sensores de corriente mostrados en la figura 5C.

La figura 5E ilustra una vista girada de la placa de circuito impreso y la pluralidad de sensores de corriente mostrados en la figura 5D.

La figura 5F ilustra una vista en planta de la placa de circuito impreso y la pluralidad de sensores de corriente mostrados en la figura 5D, y además ilustra una pluralidad de pasadores de conexión PCB configuradas para facilitar el montaje de la pluralidad de sensores de corriente en la placa de circuito impreso.

La figura 5G ilustra una vista en planta lateral de la placa de circuito impreso y la pluralidad de sensores de corriente mostrados en la figura 5F.

Descripción detallada Se divulgan aquí diversas realizaciones de dispositivos para la medición de corriente eléctrica y los sistemas y procedimientos relacionados para formar y utilizar tales dispositivos. Los dispositivos de acuerdo con la presente divulgación pueden comprender bobinas de Rogowski. También se describen sistemas y procedimientos para formar un dispositivo de medición de corriente usando una estructura de soporte de la bobina diseñada específicamente que puede permitir el uso de un alambre de longitud ininterrumpida para todos los bobinados en el dispositivo de medición de corriente.

Se apreciará que términos como "derecha", "izquierda", "arriba", "abajo", "encima" y "lado", como se usa aquí, no son más que para facilitar la descripción y se refieren a la orientación de los componentes como se muestra en las figuras. Se debe entender que cualquier orientación de los componentes descritos en el presente documento está dentro del ámbito

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de la presente divulgación.

De acuerdo con diversas realizaciones, un dispositivo de medición de la corriente eléctrica de acuerdo con la presente descripción puede estar configurado como un sensor de corriente de secuencia cero, un sensor de corriente de fase única, u otra configuración para la medición de corriente eléctrica. Un sensor de corriente de secuencia cero de acuerdo con la presente descripción puede proporcionar características eléctricas deseables que son adecuadas para su uso en una variedad de aplicaciones, incluyendo el uso en un sistema de suministro de energía eléctrica. Por ejemplo, el sensor de corriente de secuencia cero puede proporcionar una entrada a un dispositivo electrónico inteligente ("IED") que automatiza o controla un aspecto o un componente de un sistema de suministro de energía eléctrica.

De acuerdo con diversas realizaciones, un sensor de corriente de una sola fase de acuerdo con la presente descripción puede también proporcionar características eléctricas deseables que son adecuadas para su uso en conexión con una variedad de aplicaciones, incluyendo el uso en un sistema de suministro de energía eléctrica. Un sensor de corriente de fase única, tal como se describe en el presente documento, puede también ser utilizado, por ejemplo, para proporcionar la entrada a un IED que automatiza o controla un aspecto o un componente de un sistema de suministro de energía eléctrica.

Un IED puede vigilar o controlar una porción de un sistema de generación y suministro de energía eléctrica. Sistemas de generación y suministro de energía eléctrica se han diseñado para...

 


Reivindicaciones:

1. Un sensor de corriente, que comprende:

Un alambre de longitud ininterrumpida; y una estructura de soporte de una bobina, que comprende: un primer extremo; un segundo extremo; una pluralidad de secciones de bobinado configuradas para bobinarse con el alambre de longitud ininterrumpida;

una pluralidad de articulaciones dispuestas entre la pluralidad de secciones de bobinado y configuradas para permitir que la estructura de soporte de la bobina transite entre una configuración lineal y una configuración cerrada;

en el que el primer extremo y el segundo extremo de la estructura de soporte de la bobina están dispuestos selectivamente en proximidad para reconfigurar la estructura de 15 soporte de la bobina de la configuración lineal a la configuración cerrada.

2. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que la estructura de soporte de la bobina comprende además un canal configurado para recibir un husillo de bobinado extraíble, estando el canal configurado para permitir que el husillo de bobinado pase a través del primer extremo, el segundo extremo, la pluralidad de secciones de bobinado, y la pluralidad de articulaciones en la configuración lineal.

3. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que la estructura de soporte de la bobina comprende además: 25

una pluralidad de secciones escalonadas dispuestas entre al menos dos secciones de bobinado y configuradas para mantener las al menos dos secciones de bobinado en la misma alineación relativa en la configuración lineal y en la configuración cerrada.

4. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que el alambre de longitud ininterrumpida y la estructura de soporte de la bobina forman una bobina de secuencia cero.

5. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que la estructura de soporte de la bobina comprende además un cierre dispuesto en el primer extremo y un retenedor dispuesto en el segundo extremo, el cierre y retenedor configurados para asegurar el primer y el segundo extremo en la configuración cerrada.

6. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que la estructura de soporte de la bobina forma una estructura autoportante en la configuración cerrada.

7. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que en la configuración cerrada el sensor de corriente presenta forma de hexágono, de octágono, o de decágono.

8. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que en la configuración cerrada el sensor de corriente presenta forma de hexágono alargado, de octágono alargado, o de 10 decágono alargado.

9. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de articulaciones comprenden al menos una bisagra viva.

10. El sensor de corriente de la reivindicación 9, en el que cada una de la pluralidad de articulaciones comprende una bisagra viva, y en el que la estructura de soporte de la bobina forma una única pieza.

11. El sensor de corriente de la reivindicación 9, en el que cuando la estructura de soporte de la bobina está configurada en la configuración cerrada la distancia entre una primera sección de bobinado dispuesta en un primer lado de una bisagra viva y una segunda sección de bobinado dispuesta en un segundo lado de dicha bisagra viva es menor que cuando la estructura de soporte de la bobina está configurada en una configuración abierta.

12. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que el alambre de longitud ininterrumpida se bobina en una primera dirección transversal a lo largo de una longitud de la estructura de soporte de la bobina para formar una primera capa, y el alambre de longitud ininterrumpida se bobina en una segunda dirección transversal a lo largo de la longitud de la estructura de soporte de la bobina para formar una segunda capa.

13. El sensor de corriente de la reivindicación 12, en el que la segunda capa está dispuesta en la parte superior de la primera capa.

14. El sensor de corriente de la reivindicación 12, que comprende además un primer

pasador de bobinado y un segundo pasador de bobinado, estando configurado el primer pasador de bobinado para recibir un primer extremo del alambre de longitud ininterrumpida y

para asegurar el primer extremo del alambre de longitud ininterrumpida de la estructura de soporte de la bobina antes de bobinarse en la primera dirección transversal, estando configurado el segundo pasador de bobinado para recibir un segundo extremo del alambre de longitud ininterrumpida y para asegurar el segundo extremo del alambre de longitud ininterrumpida de la estructura de soporte de la bobina después de bobinarse en la segunda dirección transversal.

15. El sensor de corriente de la reivindicación 14, en el que el primer pasador de bobinado y el segundo pasador de bobinado están dispuestos cada uno en proximidad del primer 10 extremo de la estructura de soporte de la bobina.

16. El sensor de corriente de la reivindicación 1, que comprende además una pluralidad de clavijas de conexión de placa de circuito impreso configuradas para montar el sensor de corriente directamente en una placa de circuito impreso.

17. El sensor de corriente de la reivindicación 1, que comprende además un material ferromagnético flexible configurado para ser insertado en el canal de tal modo que el material ferromagnético flexible forma una estructura magnética cerrada en la configuración cerrada.

18. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que el sensor de corriente forma una bobina de Rogowski.

19. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que el sensor de corriente está

configurado para monitorizar corrientes eléctricas nominales entre aproximadamente 0, 4 amperios y 128 amperios.

20. El sensor de corriente de la reivindicación 1, en el que el sensor de corriente está configurado para medir las corrientes eléctricas transitorias entre aproximadamente 128 30 amperios y 2000 amperios.

21. El sensor de corriente de la reivindicación 1, que comprende además un revestimiento de conformación dispuesto a lo largo de al menos una parte de la estructura de soporte de la bobina y configurado para fijar el alambre de longitud ininterrumpida a la estructura de soporte de la bobina.

22. Una estructura de soporte de la bobina para su uso en un sensor de corriente, comprendiendo dicha estructura de soporte de la bobina:

un primer extremo; 5 un segundo extremo; una primera pluralidad de secciones de bobinado configuradas para bobinarse con un primer alambre de longitud ininterrumpida; una segunda pluralidad de secciones de bobinado configuradas para bobinarse con un segundo alambre de longitud ininterrumpida;

una pluralidad de articulaciones dispuestas entre la primera y segunda pluralidad de secciones de bobinado y configuradas para permitir que la estructura de soporte de la bobina transite entre una configuración lineal y una configuración cerrada;

en el que el primer extremo y el segundo extremo están dispuestos selectivamente en proximidad para reconfigurar la estructura de soporte de la bobina desde la configuración 15 lineal a la configuración cerrada.