Accionador electromagnético y contador eléctrico que comprende dicho accionador.

Accionador electromagnético (100) que comprende:

- un circuito magnético (1) que comprende un yugo magnético (10) que colabora con una armadura móvil (11) controlada en movimiento entre una posición abierta y una posición cerrada,

-al menos una bobina de control (3) que generará un flujo magnético para desplazar o mantener la armadura móvil (11) en frente del yugo magnético (10),

- medios de control (2) que suministrarán a la bobina de control (3) : - una tensión de llamada (U) durante una operación de cierre del accionador, y - una tensión de mantenimiento ( %u) durante una operación de mantenimiento del accionador en posición cerrada;

accionador caracterizado porque los medios de control (2) comprenden medios de regulación de la tensión de mantenimiento ( %u) que comprenden: -un primer reductor de tensión (51, 54, 56) de la tensión de llamada (U) para suministrar una tensión intermedia (u)

inferior y proporcional a la tensión de llamada (U); -un segundo reductor de tensión (52, 55, 57) de la tensión intermedia (u) para suministrar una tensión de mantenimiento ( %u) inferior y proporcional a la tensión intermedia (u) .

Accionador electromagnético y contactor eléctrico que comprende dicho accionador ÁMBITO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un accionador electromagnético que comprende un circuito magnético que comprende un yugo magnético que colabora con una armadura móvil controlada en movimiento entre una posición abierta y una posición cerrada. Al menos una bobina de control que generará un flujo magnético para desplazar o mantener a la armadura móvil en frente del yugo magnético. Medios de control suministrarán a la bobina de control una tensión de llamada durante una operación de cierre del accionador, y una tensión de mantenimiento durante una operación de mantenimiento del accionador en posición cerrada.

La invención también se refiere a un aparato eléctrico interruptor de tipo contactor que comprende un accionador electromagnético.

ESTADO DE LA TÉCNICA

El funcionamiento de un accionador electromagnético en fase de mantenimiento está vinculado generalmente a condiciones de utilización internas que dependen particularmente del estado de envejecimiento del aparato.

En referencia a las figuras 1A a 1C, un aparato eléctrico interruptor de tipo contactor comprende de manera conocida un accionador 1 de tipo electromagnético, uno o más polos (por ejemplo tres polos para un contactor tripolar) con, para cada polo, un órgano móvil puesto en movimiento por el accionador, uno o más contactos móviles 21 portados por el órgano móvil y uno o más contactos fijos 20. El accionador 1 comprende, más particularmente, un yugo fijo 10 y una armadura móvil 11 apta para desplazarse con respecto al yugo fijo 10 entre dos posiciones, una posición abierta (figura 1 A) y una posición cerrada (figura 1 C) . El accionador electromagnético comprende también una bobina de control 3 controlada por una corriente de control para desplazar a la armadura móvil 11 de su posición abierta a su posición cerrada y un muelle de retroceso 4 situado entre su yugo fijo 10 y su armadura móvil 11 para desplazar a la armadura móvil 11 de su posición cerrada hacia su posición abierta. En las figuras 1A a 1C, el órgano móvil es, por ejemplo, un puente móvil con doble rotura que porta dos contactos móviles 21 desplazables entre dos estados, un estado abierto y un estado cerrado, según la posición de la armadura móvil 11 del accionador 1. Para cada polo, el aparato eléctrico comprende un muelle de polo 5 que permite aplastar los contactos móviles 21 contra los contactos fijos 20 cuando la armadura móvil 11 está en posición de cierre. La invención descrita a continuación podrá funcionar con un órgano móvil de tipo con rotura simple.

En la figura 1A, bajo el efecto de la fuerza ejercida por el muelle de retroceso 4, la armadura móvil 11 está en posición abierta. En cada polo, los contactos móviles 21 están entonces en estado abierto.

En la figura 1B, la armadura móvil 11 está en su recorrido de cierre mediante inyección de una corriente de control en la bobina de control 3 del accionador 1. La corriente de control debe ser suficiente para oponerse a la fuerza suministrada por el muelle de retroceso 4. En esta figura, los contactos móviles 21 son llevados al estado cerrado gracias al accionador 1 pero el muelle de polo 5 no resulta solicitado.

En la figura 1C, la armadura móvil 11 termina su recorrido de cierre y es mantenida en su posición de cierre con respecto al yugo fijo 10 inyectando una corriente de control suficiente en la bobina de control 3 del accionador 1. El muelle de retroceso 4 es, por lo tanto, comprimido al máximo entre la armadura móvil 11 y el yugo fijo 10. En esta figura 1C, los contactos móviles 21 se mantienen en estado cerrado y se aplastan contra los contactos fijos 20 con ayuda del muelle de polo 5 que está comprimido gracias al accionador 1.

Según el nivel de desgaste de los contactos fijos y móviles, los muelles de polo 5 estarán más o menos comprimidos y la fuerza suministrada por el accionador 1 será más o menos importante. En efecto, cuanto menos desgastados estén los contactos 20, 21, más comprimidos estarán los muelles de polo 5 y, por lo tanto mayor, debe ser la fuerza suministrada por el accionador 1 para comprimir estos muelles. Por consiguiente, es posible correlacionar el nivel de desgaste de los contactos con la fuerza suministrada por el accionador para comprimir los muelles de polo 5.

La eficacia energética se ha convertido en valor cliente cada vez más importante. Durante la utilización de un aparato de conmutación de tipo contactor, la fase de mantenimiento necesita energía para mantener al aparato en una posición dada. El ajuste del valor de la corriente es, por lo tanto, primordial. Además, si se implementa una estrategia de regulación para optimizar la corriente “justamente necesaria”, es importante disponer de un sistema que ofrezca un intervalo de ajuste suficientemente preciso.

El principal problema es debido a que el dispositivo de alimentación existente debe ser utilizado a la vez durante la fase de llamada y durante la fase de mantenimiento, y que el orden de magnitud de las energías empleadas es muy diferente en estos dos casos. En efecto, la necesidad de energía durante las diferentes fases de funcionamiento puede presentar diferencias notables. Como ejemplo, la energía necesaria en fase de mantenimiento puede estar prácticamente comprendida entre el 1 % y el 4 % de la energía útil en fase de llamada. Con dicho dispositivo de alimentación, a veces es difícil tener un nivel de alimentación preciso en fase de mantenimiento.

En efecto, según un primer ejemplo de aplicación de un dispositivo de alimentación conocido, la corriente de llamada máxima es igual a 2 A, y la corriente de mantenimiento puede ajustarse a un primer valor inicial igual a 80 mA. Además, el ajuste de la corriente de mantenimiento en la bobina de control se realiza con un paso de ajuste con un valor igual al 1 % de la corriente de llamada máxima. Una variación de la corriente de mantenimiento de más o menos el 1 % corresponde entonces a una variación de más o menos 20 mA. Dicho de otro modo, teniendo en cuenta el valor del paso de ajuste (1 %) , la corriente de mantenimiento puede asumir, particularmente, los siguientes valores 60 mA (80 mA -20 mA) o 100 mA (80 mA + 20 mA) . De este modo, el paso de ajuste del 1 % llevado a un valor de la corriente de mantenimiento igual a 80 mA, fija el nivel de precisión de ajuste de dicha corriente de mantenimiento en el ± 25 % del valor inicial fijado. Además, según un segundo ejemplo de aplicación, la corriente de mantenimiento puede ajustarse a un segundo valor inicial igual a 20 mA (caso de un contactor desgastado) . Una variación de la corriente de mantenimiento de más o menos el 1 % corresponde a una variación de más o menos 20 mA. Dicho de otro modo, teniendo en cuenta el valor del paso de ajuste (1 %) , la corriente de mantenimiento puede asumir particularmente los siguientes valores 0 mA (20 mA -20 mA) o 40 mA (20 mA + 20 mA) . De este modo, el paso de ajuste del 1 % llevado a un valor de una corriente de mantenimiento igual a 20 mA, fija el nivel de precisión de ajuste de dicha corriente de mantenimiento en el ± 100 % del valor inicial fijado.

Estos niveles de precisión son relativamente reducidos y no son satisfactorios para algunas aplicaciones en las que el nivel de precisión de la corriente de mantenimiento debe ser elevado.

Algunas soluciones existentes recomiendan la utilización de dos bobinas. Una primera bobina está dedicada entonces a la fase de llamada y una segunda bobina está dedicada entonces a la fase de mantenimiento. Una optimización de la geometría de los bobinados de las bobinas de llamada y de mantenimiento permite adaptar el valor de potencia consumida respectivamente en fase de llamada y en fase de mantenimiento. Sin embargo, estas soluciones presentan el inconveniente de un sistema electrónico suplementaria para la conmutación eléctrica entre el circuito de control y las bobinas utilizadas. Además, los sistemas electrónicos de alimentación no comprenden obligatoriamente medios de regulación precisa de la alimentación de las bobinas, particularmente de la bobina de mantenimiento.

Otras soluciones pueden utilizar soluciones electrónicas sofisticadas para obtener una precisión de regulación de corriente en fase de mantenimiento. Estas soluciones que emplean componentes de gran precisión son costosas. Además, estas soluciones, que utilizan generalmente una tecnología a base de modulación de amplitud de tipo PWM,... [Seguir leyendo]

1. Accionador electromagnético (100) que comprende:

- un circuito magnético (1) que comprende un yugo magnético (10) que colabora con una armadura móvil (11) controlada en movimiento entre una posición abierta y una posición cerrada, -al menos una bobina de control (3) que generará un flujo magnético para desplazar o mantener la armadura móvil (11) en frente del yugo magnético (10) ,

- medios de control (2) que suministrarán a la bobina de control (3) :

- una tensión de llamada (U) durante una operación de cierre del accionador, y

- una tensión de mantenimiento ( %u) durante una operación de mantenimiento del accionador en

posición cerrada;

accionador caracterizado porque los medios de control (2) comprenden medios de regulación de la tensión de mantenimiento ( %u) que comprenden: -un primer reductor de tensión (51, 54, 56) de la tensión de llamada (U) para suministrar una tensión intermedia (u)

inferior y proporcional a la tensión de llamada (U) ; -un segundo reductor de tensión (52, 55, 57) de la tensión intermedia (u) para suministrar una tensión de mantenimiento ( %u) inferior y proporcional a la tensión intermedia (u) .

2. Accionador electromagnético según la reivindicación 1, caracterizado porque: -El primer reductor de tensión (51) generará una tensión intermedia (u) fija, -El segundo reductor de tensión (52) generará una tensión de mantenimiento ( %u) variable proporcional a la

tensión intermedia (u) fija.

3. Accionador electromagnético según la reivindicación 2, caracterizado porque el segundo reductor de tensión (52) comprende un medio para modular la tensión intermedia (u) fija según una modulación por ancho de pulso de tipo PWM.

4. Accionador electromagnético según la reivindicación 1, caracterizado porque: -el primer reductor de tensión (54) generará una tensión intermedia (u) variable, -el segundo reductor de tensión (55) generará una tensión de mantenimiento ( %u) fija y proporcional a dicha

tensión intermedia variable.

5. Accionador electromagnético según la reivindicación 4, caracterizado porque el primer reductor de tensión (54) comprende un medio para modular la tensión de llamada (U) según una modulación por ancho de pulso de tipo PWM.

6. Accionador electromagnético según la reivindicación 1, caracterizado porque: -el primer reductor de tensión (56) generará una tensión intermedia (u) variable, -el segundo reductor de tensión (57) generará una tensión de mantenimiento ( %u) variable proporcional a dicha

tensión intermedia variable.

7. Accionador electromagnético según la reivindicación 6, caracterizado porque el primer reductor de tensión (56) comprende un medio para modular la tensión de llamada (U) según una modulación por ancho de pulso de tipo PWM y porque el segundo reductor de tensión (57) comprende un medio para modular la tensión intermedia

(u) variable según una modulación por ancho de pulso de tipo PWM.

8. Accionador electromagnético según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de control (2) comprenden medios de medición (7) de la corriente de control (i1) en la bobina de

accionamiento (3) y medios de determinación de un nivel de desgaste de los contactos fijos y móviles a partir de la corriente de control (i1) durante la separación de la armadura móvil (11) con respecto al yugo fijo (10) .

9. Accionador electromagnético según la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de control

(2) comprenden medios para determinar, en función del nivel de desgaste de los contactos, una corriente de control óptima para el mantenimiento de la armadura móvil (11) en posición cerrada, controlando los medios de regulación (50) una tensión de mantenimiento ( %u) suministrada a la bobina de control (3) .

10. Aparato eléctrico interruptor de tipo contactor que comprende un accionador electromagnético (100)

según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un órgano móvil apto para desplazarse entre un estado abierto y un estado cerrado, portando dicho órgano al menos un contacto móvil (21) con respecto a un contacto fijo (20) para controlar un circuito eléctrico.