ACTUADOR ELECTROMAGNÉTICO , EN PARTICULAR PARA UN INTERRUPTOR DE MEDIA TENSIÓN.

Actuador electromagnético, en particular para un interruptor de media tensión,

con un núcleo de imán sobre el que actúa una bobina, así como con un yugo móvil, en que el circuito magnético (1) del actuador tiene un núcleo de imán (2) que discurre rectangularmente, y un yugo circular (3) correspondiente al circuito magnético, caracterizado porque un lado, que discurre a través del núcleo de imán (2), del eje de activación (4) sobresale del núcleo de imán por el extremo inferior y está unido ahí a un segundo yugo (7) de dimensión lateral más pequeña.

Actuador electromagnético, en particular para un interruptor de media tensión La invención se refiere a un actuador electromagnético, en particular para un interruptor de media tensión, con un núcleo sobre el que actúa una bobina, así como con un yugo móvil, según al preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento para la fabricación de un actuador de este tipo, según el preámbulo de la reivindicación 14.

Los actuadores electromagnéticos de este tipo tienen múltiples aplicaciones. Junto a la aplicación en interruptores de media tensión como activación controlada de los contactos móviles, tales actuadores se aplican también en máquinas y en interruptores.

Constituyen el estado de la técnica en el accionamiento electromagnético de interruptores de potencia en vacío de media tensión electroimanes de una y dos bobinas. El electroimán tiene, como se ha indicado ya arriba, la función de mover el contacto móvil de la cámara de vacío hacia el contacto fijo en caso de conexión y tensar un resorte de compresión de contacto en un sobrerrecorrido.

Para comenzar el movimiento, se suministra corriente a la bobina del electroimán. La posición conectada es mantenida entonces con ayuda de uno o varios imanes permanentes contra la fuerza del resorte de compresión de contacto. Entonces ya no es necesaria corriente en la bobina empleada como bobina de conexión. Para la desconexión del interruptor, en el caso de un actuador de dos bobinas se suministra corriente a una bobina de desconexión, que debilita primeramente la fuerza de sujeción de los permanentes hasta el punto en que el resorte de compresión de contacto no puede ser sujetado ya y el contacto móvil se abre. En la evolución siguiente del movimiento de desconexión, mediante la bobina de desconexión puede generarse una fuerza de apertura. En el caso de un electroimán de una bobina, mediante la bobina esencialmente sólo puede iniciarse la desconexión. La evolución siguiente de la desconexión es determinada entonces mediante el resorte de compresión de contacto así como mediante un resorte de desconexión separado. Los actuadores de una bobina existentes tienen a menudo una estructura rotacionalmente simétrica. Esto impide una adaptación sencilla a otra corriente de cortocircuito de dimensionamiento, ya que para una modificación de la superficie del entrehierro debe escogerse otro diámetro. Con ello, todas las piezas pueden ser empleadas respectivamente sólo para un tamaño.

A partir del documento DE 197 51 609 A1 se conoce ya un actuador electromagnético, en el que un yugo circular está colocado sobre un circuito magnético rectangular.

La invención tiene por ello como base la tarea de perfeccionar un actuador electromagnético del tipo citado al principio, en particular para una aplicación ventajosa en un interruptor de media tensión, en el sentido de que se consiga una conformación compacta de forma simultánea con una fuerza de actuador elevada.

En un actuador del tipo en cuestión, la tarea planteada es resuelta conforme a la invención mediante las propiedades caracterizantes de la reivindicación 1.

Otras estructuraciones ventajosas se representan en las reivindicaciones subordinadas.

La base de la invención es aquí que este núcleo rectangular es combinado con un yugo circular, es decir rotacionalmente simétrico.

La ventaja en comparación con un yugo rectangular consiste primeramente en que el yugo rotacionalmente simétrico no tiene que ser asegurado frente a torsión – realiza su función del mismo modo en cada posición. Esto es particularmente significativo en la aplicación en interruptores de media tensión.

Así se llega a una combinación de un núcleo de imán que es rectangular y tiene una anchura fija y una profundidad variable. Como el núcleo está compuesto por chapas dispuestas de forma estratificada, a través del número de las chapas puede ajustarse la profundidad. Fijaciones laterales, apoyos y eje pueden ser adoptados. Sólo los imanes permanentes y los cuerpos de bobina tienen que ser adaptados mediante una variación de longitud al tamaño del núcleo.

En comparación con un actuador de dos bobinas, la presente invención tiene – al igual que actuadores existentes de una bobina – las ventajas de un tamaño reducido así como de un peso reducido. Esto estriba esencialmente en el hecho de que son necesarios sólo una bobina y sólo un circuito magnético. En comparación con actuadores existentes de una bobina, la presente invención hace posible una adaptación sencilla del tamaño de imán a las corrientes de cortocircuito de dimensionamiento a controlar por los interruptores de potencia de media tensión en la rejilla de 12, 5 – 16 – 20 – 25 – 31, 5 – 40 y 50 kA. Aquí es necesario en primera línea variar la fuerza de sujeción del actuador mediante modificación de la superficie del entrehierro.

Otra ventaja conforme a la invención consiste en que el yugo puede ser girado sobre el eje en una rosca, para poder ajustar sin escalones el recorrido del actuador magnético. También aquí es útil la ventaja del empleo de un único actuador para una multiplicidad de aplicaciones, que se diferencian por un recorrido de interruptor diferente.

Puede realizarse un aparato particularmente compacto cuando el accionamiento es dispuesto directamente debajo del polo de interruptor a accionar, renunciando a dispositivos de palanca y desviación. El acoplamiento directo facilita la calidad de la curva característica de camino/tiempo del accionamiento, que está entonces libre de influencias perjudiciales de rigideces de resorte y holguras de un sistema de accionamiento complicado.

Puede existir por otra parte también el requisito para el accionamiento de adaptarse a construcciones existentes. Entonces es también posible unir un actuador magnético a través de por ejemplo un sistema de palanca con varios polos de interruptor a accionar y accionar éstos con ello simultáneamente. Las ventajas estriban aquí en la posibilidad de poder influir de forma selectiva a través de la relación de palanca sobre la fuerza y el recorrido.

Caracteriza además a la presente invención el empleo de una densidad de fuerza más elevada. Para un espacio de montaje prefijado, en particular para una superficie limitada en el entrehierro magnético, pueden conseguirse las máximas fuerzas magnéticas mediante el recurso de que 1) la superficie de los imanes permanentes no está limitada por la superficie prefijada del entrehierro, y de que 2) el flujo magnético es concentrado de forma adicional directamente en el entrehierro.

En una estructuración ventajosa está previsto que el actuador esté situado sin dispositivos de palanca y desviación directamente debajo de la cámara de interruptor en vacío de un interruptor de media tensión y actúe directamente sobre la barra de contacto.

Con ello se consigue una aplicación de fuerza buena y rápida.

En una estructuración ventajosa está previsto que el actuador conmute simultáneamente varias cámaras de interruptor mediante elementos de acoplamiento.

Además se tiene la estructuración ventajosa de que el actuador acciona mediante elementos de palanca la cámara de interruptor o respectivamente las cámaras de interruptor. Esto es necesario en determinadas conformaciones de interruptor. Mediante las elevadas fuerzas de activación conseguidas ventajosamente esto es también perfectamente posible.

En otra estructuración ventajosa se muestra que mediante una variación geométrica de la construcción del yugo sobre el eje de activación puede modificarse el recorrido.

En otra estructuración ventajosa se muestra que en el núcleo de imán están incluidos imanes permanentes, cuya dirección de magnetización discurre en la mayor medida posible de forma paralela al plano del entrehierro.

Con ello, el circuito magnético es ajustado constructivamente de tal modo que se tiene una inducción magnética de más de 2 tesla en el entrehierro.

En una estructuración ventajosa se muestra que el jugo está fijado sobre un eje de activación, que por un lado discurre de forma centrada y desplazable a través del núcleo de imán y por el otro lado está unido a la barra de activación de contacto a conmutar. A través de ello se alcanza una conformación que consigue una dirección directa compacta para la activación de las piezas de contacto.

Mediante... [Seguir leyendo]

1. Actuador electromagnético, en particular para un interruptor de media tensión, con un núcleo de imán sobre el que actúa una bobina, así como con un yugo móvil, en que el circuito magnético (1) del actuador tiene un núcleo de imán (2) que discurre rectangularmente, y un yugo circular (3) correspondiente al circuito magnético, caracterizado porque un lado, que discurre a través del núcleo de imán (2) , del eje de activación (4) sobresale del núcleo de imán por el extremo inferior y está unido ahí a un segundo yugo (7) de dimensión lateral más pequeña.

2. Actuador electromagnético según la reivindicación 1, caracterizado porque el actuador está situado sin dispositivos de palanca y desviación directamente debajo de la cámara de interruptor en vacío de un interruptor de media tensión y actúa directamente sobre la barra de contacto.

3. Actuador electromagnético según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el actuador conmuta simultáneamente varias cámaras de interruptor a través de elementos de acoplamiento.

4. Actuador electromagnético según la reivindicación 1 ó 3, caracterizado porque el actuador acciona la cámara de interruptor o respectivamente las cámaras de interruptor a través de elementos de palanca.

5. Actuador electromagnético según la reivindicación 1, caracterizado porque a través de una disposición desplazada del yugo (3) sobre el eje de activación (4) puede modificarse el recorrido.

6. Actuador electromagnético según la reivindicación 1, caracterizado porque en el núcleo de imán (2) están incluidos imanes permanentes (6) , cuya dirección de magnetización está situada en la mayor medida posible de forma paralela al plano del entrehierro.

7. Actuador electromagnético según la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito magnético está ajustado constructivamente de tal modo que se tiene una inducción magnética de más de 2 tesla en el entrehierro.

8. Actuador electromagnético según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el yugo (3) está fijado sobre un eje de activación que por un lado discurre de forma centrada y desplazable a través del núcleo de imán y por el otro lado está unido a la barra de activación de contacto a conmutar.

9. Actuador electromagnético según la reivindicación 1, caracterizado porque el yugo inferior (7) y el yugo superior

(3) están dispuestos en una posición de referencia fija con separación entre sí sobre el eje de activación (4) , de tal modo que cuando el yugo superior se eleva separándose del núcleo de imán en el recorrido deseado, el yugo inferior se sitúa desde abajo junto al núcleo de imán.

10. Actuador electromagnético según la reivindicación 9, caracterizado porque entre el yugo inferior (7) y el lado inferior del núcleo de imán (2) está dispuesto un elemento de amortiguación (8) .

11. Actuador electromagnético según al menos la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque para el apoyo a la desconexión está previsto al menos un resorte que actúa sobre el eje de activación.

12. Actuador electromagnético según la reivindicación 11, caracterizado porque el resorte es un resorte de láminas.

13. Actuador electromagnético según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el núcleo de imán está compuesto por chapas de acero, que no contienen ninguna adición de silicio.

14. Procedimiento para la fabricación de un actuador electromagnético según una de las reivindicaciones 1 hasta 11, caracterizado porque son fabricados una multiplicidad de actuadores diferentes en una producción en serie, mediante el recurso de que son variados simplemente la profundidad del núcleo de imán rectangular y el diámetro del yugo circular.

Figura 1 Figura 2