DISPOSITIVO DE DISPARO ELECTROMAGNETICO.

Dispositivo de disparo electromagnético que comprende:

- un imán permanente (2);

- una armadura (1) que, realizada en material ferromagnético, comporta al menos un circuito magnético cerrado;

- al menos un arrollamiento excitador (6) que rodea una porción de un circuito cerrado de dicha armadura (1);

- una paleta (3; 3'; 3''; 23) móvil con relación a la armadura (1), apta para definir con esta última al menos un entrehierro, caracterizado porque dicha paleta se cierra contra dicha armadura (1) en ausencia de excitación por parte del o los arrollamientos (6) y se solicita en apertura por unos medios de recuperación,

siendo recorrido dicho circuito cerrado por un campo magnético generado por el o los arrollamientos (6) en sentido inverso al creado por el imán (2) sobre una porción de dicho circuito, y comporta al menos dos shunts (resistencias en paralelo) (7, 8) o zonas "tapón" saturados por el flujo magnético del imán permanente (2), quedando dispuestos dichos shunts (7, 8) o zonas "tapón" entre el o los arrollamientos (6) y la zona que presenta la paleta (3; 3'; 3''; 23) y los entrehierros

Dispositivo de disparo electromagnético.

La presente invención se refiere a un dispositivo de disparo electromagnético o relé, es decir, un microaccionador que, alimentado por una energía eléctrica débil, es capaz de proporcionar una elevada energía mecánica.

De forma clásica, se compone:

- de un imán permanente;

- de una armadura realizada en material ferromagnético que canaliza el flujo del imán permanente;

- de al menos un arrollamiento excitador que conduce una corriente que refleja el fallo;

- de una paleta móvil con relación a la armadura, apta para definir con esta última al menos un entrehierro, cerrada contra dicha armadura en ausencia de excitación de un nivel suficiente en el o los arrollamientos es, solicitada en apertura por unos medios de recuperación.

Este tipo de dispositivo acumula dos funciones: una función eléctrica, ya que el relé es una impedancia compleja insertada en el circuito de detección de un fallo de corriente. Por otro lado, el relé incorpora una función mecánica, puesto que, a partir de cierto criterio de disparo sobre la tensión y la corriente, tiene que liberar una energía mecánica suficiente para desbloquear una cerradura.

El imán permanente crea un flujo en el circuito magnético que origina fuerzas en los entrehierros entre la paleta y la armadura. Estas fuerzas, en principio, son suficientemente acusadas para oponerse a la acción de los medios de recuperación, generalmente un muelle, y así mantener la paleta pegada contra la armadura magnética.

Cuando el o los arrollamiento(s) o bobina(s) es/son alimentado(s) en el sentido correcto, y con una amplitud suficiente, el flujo que produce(n) se opone al flujo del imán. Las fuerzas del entrehierro decrecen correlativamente, y el esfuerzo ejercido por el muelle se hace preponderante y permite la separación de la paleta.

En la mayoría de los casos, los actuales dispositivos de disparo o relés conllevan dos defectos principales. Uno de ellos es la sensibilidad del relé ante los campos magnéticos exteriores.

Aunque el principal defecto concierne a la impedancia del relé, que es extremadamente sensible al valor del entrehierro. Esta impedancia, de hecho, depende de la resistencia del hilo, pero también de la inductancia de la bobina. Ahora bien, esta última depende del circuito magnético y, en particular, de la reluctancia del circuito magnético acusada por la bobina. Por su parte, esta reluctancia depende directamente del valor del entrehierro entre la paleta y la armadura, lo que lleva a rectificar la paleta y la armadura magnética para controlar un entrehierro mínimo. Tal objetivo es difícil de realizar e implica un elevado coste.

La invención se ha propuesto subsanar estos inconvenientes, proponiendo unas nuevas configuraciones de circuitos magnéticos, es decir, del conjunto armadura magnética/paleta, que eliminan en particular la necesidad de realizar una rectificación de estas piezas. La patente WO2007/095715 describe un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

A título esencial, según la invención, la armadura define al menos un circuito magnético cerrado, recorrido por un campo magnético generado por el o los arrollamientos en sentido inverso al creado por el imán sobre una porción de dicho circuito, y comporta al menos dos shunts (resistencias en paralelo) o zonas "tapón" saturados por el flujo magnético generado por el imán permanente, quedando dispuestos dichos shunts o zonas "tapón" entre el o los arrollamientos y la zona que presenta la paleta y los entrehierros.

Cuando se saturan los dos shunts o zonas "tapón", como es el caso en funcionamiento normal, sus reluctancias son prácticamente constantes, incluso con una variación de entrehierro o de la magnetización del imán. La reluctancia acusada por la bobina se hace pues, en la práctica, independiente del valor del entrehierro, lo que significa que es posible utilizar entrehierros más importantes, y/o aceptar una mayor variación del entrehierro.

Con semejante estructura, el control del valor de la impedancia, así como su variación, quedan asegurados, resultado que es el que se persigue puesto que permite el control del disparo de los relés para un umbral de un fallo de corriente predeterminado.

Según una posibilidad, la armadura comprende una parte en circuito cerrado con ventana central que comporta al menos un arrollamiento y al menos dos shunts.

Todavía más precisamente, esta parte en circuito cerrado puede ser rectangular, comportando uno de los lados del rectángulo un arrollamiento y formando los dos lados adyacentes paralelos dos shunts.

Esta configuración es particularmente práctica en lo que respecta a la fabricación/espacio ocupado, y permite la puesta en práctica de múltiples variantes para el posicionamiento del imán, las posibilidades de paletas, etc.

Así, en esta hipótesis, el imán permanente y la paleta móvil pueden quedar dispuestos al exterior de los dos lados que forman un shunt.

Entre las posibilidades de configuración, que quedan entonces abiertas, si el imán es rectangular, puede quedar entonces rodeado por tres lados por una porción en U de la armadura cuya base la constituye uno de los lados en configuración de shunt.

Además del carácter cerrado del circuito y la existencia de los dos shunts, esta configuración permite canalizar mejor las líneas de campo debidas al imán permanente.

Por lo que respecta a la paleta, de acuerdo con una posibilidad, los lados paralelos del rectángulo, de los que uno comporta el arrollamiento, se prolongan en dos ramas cuyas extremidades libres forman dos entrehierros con la paleta.

La existencia de dos entrehierros, que implica la existencia de dos superficies de canalización de los flujos sobre la paleta y, con ello, de dos fuerzas diferenciadas que se oponen a la fuerza de recuperación, permite disminuir la tasa de saturación necesaria para la creación de las fuerzas magnéticas, en esta ocasión divididas por dos.

Son posibles entonces varias configuraciones, entre las cuales:

- dichas ramas son simétricas y constituyen, con el lado en configuración de shunt, una U que coopera con una paleta rectilínea;

- las ramas se hallan inclinadas en tejado la hacia la otra, con superficies terminales que definen un espacio para una paleta de forma trapecial, triangular o circular.

En ambas hipótesis, la paleta comporta efectivamente dos superficies activas, es decir, dos superficies que, encaradas con la armadura, crean dos entrehierros homólogos.

Como alternativa, la paleta puede presentar dos extremidades libres planas, paralelas a la cara exterior del lado del rectángulo en configuración de shunt, ubicadas en la prolongación de los lados paralelos del rectángulo de los que uno incorpora el arrollamiento.

En este caso, preferentemente, dicha paleta puede ser en U.

La invención también se puede poner en práctica según una segunda familia de configuraciones que se caracterizan porque la armadura comprende:

- una parte en circuito cerrado con ventana central que incorpora el arrollamiento;

- una segunda parte que rodea al imán permanente y que comprende la paleta;

quedando las dos partes separadas por unos tramos que forman zonas "tapón".

En tal caso, las zonas "tapón" son los equivalentes de los dos shunts, en esta ocasión colocados de forma un tanto diferente pues ya no forman parte del circuito cerrado principal en el cual va arrollada la bobina. Globalmente, las características y efectos de este circuito magnético confluyen en estas dos configuraciones que han sido presentadas anteriormente. En esta hipótesis, de acuerdo con una posibilidad, uno de los lados de la parte que rodea al imán incorpora dos ramas con extremidades biseladas enfrentadas, formando un espacio para una paleta de forma trapecial o triangular.

Por consiguiente reaparece la existencia de dos entrehierros diferenciados, dispuestos frente a una paleta, por ejemplo, de forma trapecial.

En las configuraciones posibles con paletas trapeciales o triangulares, las ramas que se orientan la una hacia la otra con objeto de crear los dos entrehierros pueden hallarse desunidas.

Más generalmente, según la invención, la armadura magnética y la paleta se realizan preferentemente a partir de materiales magnéticos de polvo sinterizado.

Este modo de realización es muy ventajoso,...

1. Dispositivo de disparo electromagnético que comprende:

- un imán permanente (2);

- una armadura (1) que, realizada en material ferromagnético, comporta al menos un circuito magnético cerrado;

- al menos un arrollamiento excitador (6) que rodea una porción de un circuito cerrado de dicha armadura (1);

- una paleta (3; 3'; 3''; 23) móvil con relación a la armadura (1), apta para definir con esta última al menos un entrehierro, caracterizado porque dicha paleta se cierra contra dicha armadura (1) en ausencia de excitación por parte del o los arrollamientos (6) y se solicita en apertura por unos medios de recuperación,

siendo recorrido dicho circuito cerrado por un campo magnético generado por el o los arrollamientos (6) en sentido inverso al creado por el imán (2) sobre una porción de dicho circuito, y comporta al menos dos shunts (resistencias en paralelo) (7, 8) o zonas "tapón" saturados por el flujo magnético del imán permanente (2), quedando dispuestos dichos shunts (7, 8) o zonas "tapón" entre el o los arrollamientos (6) y la zona que presenta la paleta (3; 3'; 3''; 23) y los entrehierros.

2. Dispositivo de disparo electromagnético según la reivindicación anterior, caracterizado porque la armadura (1) comprende al menos una parte en circuito cerrado con ventana central que comporta al menos un arrollamiento (6) y al menos dos shunts (7, 8).

3. Dispositivo de disparo electromagnético según la reivindicación anterior, caracterizado porque la parte en circuito cerrado de la armadura (1) es rectangular, comportando uno de los lados del rectángulo un arrollamiento (6) y formando los dos lados adyacentes paralelos dos shunts (7, 8).

4. Dispositivo de disparo electromagnético según la reivindicación anterior, caracterizado porque el imán permanente (2) y la paleta móvil (3; 3'; 3''; 23) quedan dispuestos al exterior de los dos lados que forman un shunt (7, 8).

5. Dispositivo de disparo electromagnético según la reivindicación anterior, caracterizado porque el imán (2) es rectangular y está rodeado por tres lados (8, 9, 10) por una porción en U de la armadura (1) cuya base la constituye uno de los lados en configuración de shunt (8).

6. Dispositivo de disparo electromagnético según una de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque los lados paralelos del rectángulo de los que uno comporta el arrollamiento (6) se prolongan en dos ramas (4, 5) cuyas extremidades libres forman con la paleta (3; 3'; 3'') dos entrehierros.

7. Dispositivo de disparo electromagnético según la reivindicación precedente, caracterizado porque dichas ramas (4, 5) son simétricas y constituyen, con el lado en configuración de shunt (7), una U que coopera con una paleta rectilínea (3'').

8. Dispositivo de disparo electromagnético según la reivindicación 6, caracterizado porque las ramas (4, 5) se hallan inclinadas en tejado la una hacia la otra, con superficies terminales que definen un espacio para una paleta (3) de forma trapecial, triangular o circular (3').

9. Dispositivo de disparo electromagnético según una de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque la paleta (23) presenta dos extremidades libres planas, paralelas a la cara exterior de un lado del rectángulo en configuración de shunt (7), ubicadas en la prolongación de los lados paralelos de los que uno incorpora el arrollamiento (6).

10. Dispositivo de disparo electromagnético según la reivindicación precedente, caracterizado porque la paleta (23) es en U.

11. Dispositivo de disparo electromagnético según la reivindicación 1, caracterizado porque la armadura comprende:

- una primera parte en circuito cerrado con ventana central que comporta el arrollamiento (6);

- una segunda parte que rodea al imán permanente (2) y que comprende la paleta;

estando las dos partes separadas por unos tramos que forman zonas "tapón" (7', 8').

12. Dispositivo de disparo electromagnético según la reivindicación precedente, caracterizado porque uno de los lados de la parte que rodea al imán (2) comporta dos ramas con extremidades biseladas (11, 12) enfrentadas formando un espacio para una paleta de forma trapecial o triangular.

13. Dispositivo de disparo electromagnético según una de las reivindicaciones 8 y 12, caracterizado porque las ramas (4, 5; 11, 12) están desunidas.

14. Dispositivo de disparo electromagnético según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la armadura magnética (1) y la paleta (3; 3'; 3''; 23) están realizadas a partir de materiales magnéticos de polvo sinterizado.