DISPOSITIVO DE CONTROL PARA UN ARRANCADOR DE MOTOR.

Dispositivo de control para un arrancador de motor (1) interconectable mediante un sistema de bus (2) de un motor eléctrico (M),

que comprende al menos una unidad de evaluación, un bloque de transformador de corriente (13) para la medición del consumo de potencia del motor eléctrico (M), elementos de conmutación (11), mediante los cuales se pueden predefinir distintos estados de conmutación y una electrónica de control (10) programable, que está unida con la al menos una unidad de evaluación para un sensor de t 5 emperatura externo, el bloque de transformador de corriente (13) y los elementos de conmutación (11) y se puede conectar mediante una interfaz (14) al sistema de bus (2) y presenta una memoria de datos (18), estando programada la electrónica de control (10) de tal forma que

- se realiza una determinación periódica de los valores de medición generados por las unidades de evaluación y el bloque de transformador de corriente (13),

- se consulta el estado de conmutación predefinido por los elementos de conmutación (11),

- se lee de la memoria de datos (10) un valor límite almacenado de forma tabulada dependiendo del estado de conmutación de los elementos de conmutación (11) y se compara con el valor de medición del bloque de transformador de corriente (13) y se compara el valor de medición de la al menos una unidad de evaluación con un valor límite predefinido y

- el arrancador de motor (1) se controla de forma correspondiente a la orden de control o se abre al sobrepasar un valor límite para la al menos una unidad de evaluación o el bloque de transformador de corriente (13),

caracterizado porque

- la unidad de evaluación para un sensor de temperatura externo está prevista para la medición de la temperatura del motor eléctrico (M) y porque

- se consultan los datos obtenidos por el sistema de bus (2) mediante la interfaz (14) y se evalúan dependiendo del estado de conmutación de los elementos de conmutación (11) y a partir de esto se genera una orden de control correspondiente para el arrancador de motor (1).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E02020368.

Solicitante: EATON INDUSTRIES GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HEIN-MOELLER-STRASSE 7-11 53115 BONN ALEMANIA.

Inventor/es: GAUXMANN, BERTHOLD, JAGUSCH,LOTHAR, SKUPIN,JOHANN, TRAPP, ULRICH, STANKE,STEPHAN, Borchmann,Oliver, Ludwig,Hans, Dreiskemper,Klaus, Hilger,Manfred.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02H3/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02H CIRCUITOS DE PROTECCION DE SEGURIDAD (indicación o señalización de condiciones de trabajo indeseables G01R, p. ej. G01R 31/00, G08B; localización de defectos a lo largo de las líneas G01R 31/08; dispositivos de protección H01H). › Circuitos de protección de seguridad para desconexión automática respondiendo directamente a un cambio indeseado de las condiciones eléctricas normales de trabajo con o sin reconexión (especialmente adaptados para máquinas o aparatos de tipos especiales o para la protección seccional de sistemas de cables o líneas H02H 7/00; sistemas para conmutación de la alimentación de reserva H02J 9/00).
  • H02H6/00 H02H […] › Circuitos de protección de seguridad sensibles a cambios indeseables de las condiciones no eléctricas normales de trabajo y que utilizan dispositivos simuladores del aparato protegido, p. ej. que utilizan imágenes térmicas.
  • H02H7/085 H02H […] › H02H 7/00 Circuitos de protección de seguridad especialmente adaptados para máquinas o aparatos eléctricos de tipos especiales o para la protección seccional de sistemas de cables o líneas, y efectuando una conmutación automática en el caso de un cambio indeseable de las condiciones normales de trabajo (asociación estructural de órganos de protección con máquinas o aparatos específicos y su protección sin desconexión automática, ver la subclase correspondiente a tales máquinas o aparatos). › contra una carga excesiva.
  • H02P1/26 H02 […] › H02P CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELECTRICOS, GENERADORES ELECTRICOS O CONVERTIDORES DINAMOELECTRICOS; CONTROL DE TRANSFORMADORES, REACTANCIAS O BOBINAS DE CHOQUE.H02P 1/00 Disposiciones para arrancar motores eléctricos o convertidores dinamoeléctricos (arranque de motores síncronos con conmutadores electrónicos H02P 6/20, H02P 6/22; arranque de motores dínamoeléctricos que giran paso a paso H02P 8/04; control vectorial H02P 21/00). › para hacer arrancar individualmente un motor de inducción polifásico.
  • H02P1/40 H02P 1/00 […] › en uno o en otro sentido de rotación.
  • H02P29/02 H02P […] › H02P 29/00 Disposiciones para la regulación o el control de motores eléctricos, apropiadas tanto para motores de CA como de CC (control de motores que pueden conectarse a dos o más fuentes de alimentación de voltaje o corriente H02P 4/00; control vectorial H02P 21/00). › Provisión de protección contra sobrecargas sin interrupción automática de la alimentación, p. ej. monitoreado.
  • H02P3/04 H02P […] › H02P 3/00 Disposiciones para parar o poner en ralentí motores, generadores eléctricos o convertidores dinamoeléctricos (parada de motores síncronos con conmutadores electrónicos H02P 6/24; parada de motores dínamoeléctricos que giran paso a paso H02P 8/24; control vectorial H02P 21/00). › Medios de parada o de ralentí por un freno separado, p. ej. freno de fricción o freno de corrientes de Foucault.

PDF original: ES-2378621_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo de control para un arrancador de motor.

Las máquinas e instalaciones modernas cada vez se automatizan más. De este modo disponen de un número constantemente creciente de aparatos con funciones de entrada/salida. Los sensores y accionadores suministran informaciones adicionales y detalladas con respecto a órdenes entrantes, señales de salida y estados de conmutación.

Los arrancadores de motor se usan para arrancar o detener o invertir motores eléctricos de una máquina o instalación con una correspondiente necesidad -automáticamente o a mano-y comprobar durante el funcionamiento del motor eléctrico su temperatura, para prevenir sobrecalentamientos del motor y comprobar al mismo tiempo el consumo de potencia para garantizar una protección contra un bloqueo imprevisto del motor. Además del mero control del motor, por tanto, el arrancador de motor también asume funciones de protección del motor. En la técnica de conexión con cableado convencional, cada contacto individual de un aparato se cablea localmente de manera convencional, es decir, en paralelo, a los grupos constructivos de encendido en cada máquina o hacia el armario de distribución. La consecuencia es una mayor cantidad de bornes roscados, placas de entrada/salida y tramos de línea. Con ello aumentan los costes para la planificación, proyección y cableado.

La interconexión de los aparatos individuales mediante un sistema de bus ayuda a disminuir estos costes. A este respecto se reduce enormemente el cableado, disminuye mediante grupos constructivos cableados previamente la complejidad de la proyección y la puesta en marcha inicial se simplifica mediante una menor cantidad de bornes roscados y el direccionamiento cómodo mediante el software de bus. Un ejemplo de un sistema de bus de este tipo es el denominado sistema de bus de interfaz AS, abreviado sistema de bus ASI, que está concebido para sensores binarios (contactos de reposo, de cierre y auxiliares) y accionadores (relé, contactor, lámparas) en el nivel de campo inferior. Ya se usan con éxito arrancadores de motor con un dispositivo de control que se pueden conectar a un sistema de bus de este tipo, particularmente un sistema de bus ASI. Sin embargo, en los arrancadores de motor conocidos hasta ahora, que se pueden interconectar mediante un sistema de bus ASI, es desventajoso que los mismos están ajustados respectivamente de forma individual a un determinado fin de uso, por lo que se obtiene una gran diversidad de variantes que conduce a dificultades en la planificación y una gran complejidad de producción y almacenamiento. Por tanto, hasta ahora están previstos respectivamente distintos dispositivos de control para arrancadores de motor diseñados como arrancadores directos, es decir, arrancadores de motor que pueden causar únicamente una función de encendido/apagado en el motor eléctrico, así como dispositivos de control para arrancadores de motor configurados como arrancadores inversores, es decir, para los arrancadores de motor que además de la función de encendido/apagado para el motor eléctrico pueden realizar también un cambio del sentido de la marcha. A esto se añade que para diferentes tamaños de motores eléctricos, que se diferencian por consiguiente en su consumo de potencia, se necesitan respectivamente diferentes variantes de arrancadores de motor o correspondientes dispositivos de control para estos arrancadores de motor para garantizar la comprobación del consumo de potencia como protección contra bloqueo, de tal forma que para esto se obtiene una diversidad muy grande de distintos arrancadores de motor o dispositivos de control.

El documento US 5.493.468 A se refiere a un sistema de contactado con un módulo de control para el control del suministro de energía a una carga eléctrica. A este respecto están previstos conmutadores dip en el controlador para introducir modificaciones de la configuración.

La invención, por tanto, se ha planteado el objetivo de proponer un dispositivo de control que se pueda usar en la medida de lo posible de forma universal para un arrancador de motor que se puede interconectar mediante un sistema de bus, particularmente un sistema de bus ASI de un motor eléctrico, que esté concebido como sistema abierto y que se pueda configurar por el respectivo usuario individualmente al respectivo uso a arrancadores directos o inversores y se pueda adaptar a diferentes tamaños constructivos de motores eléctricos con el distinto consumo de potencia que se produce por ello, de tal manera que se pueda reducir drásticamente la cantidad de diferentes dispositivos de control para tales arrancadores de motor.

Este objetivo se resuelve mediante un dispositivo de control de acuerdo con la reivindicación 1 y un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15.

Para la solución de este objetivo planteado, la invención propone un dispositivo de control para un arrancador de motor que se puede interconectar mediante un sistema de bus de un motor eléctrico, que además de al menos una unidad de evaluación para un externo se pueden predefinir y que comprende además una electrónica de control programable, que está unida con la al menos una unidad de evaluación para el sensor de temperatura externo, el bloque de transformador de corriente y los elementos de conmutación y se puede conectar mediante una interfaz al sistema de bus y presenta una memoria de datos. De acuerdo con la invención, en este caso la electrónica de control está programada de tal forma que se realiza una determinación periódica de los respectivos valores de medición obtenidos por los sensores de temperatura externos mediante la unidad de evaluación y generados por el bloque de transformador de corriente, se consulta el estado de conmutación predefinido por los elementos de conmutación, de la memoria de datos se lee un valor límite almacenado de manera tabulada dependiendo del estado de conmutación consultado de los elementos de conmutación y se compara con el valor de medición del bloque de transformador de corriente y se compara el valor de medición de la al menos una unidad de evaluación para el sensor de temperatura externo con un valor límite predefinido, por el sistema de bus se consultan los datos obtenidos mediante la interfaz y se evalúan dependiendo del estado de conmutación de los elementos de conmutación y se genera una orden de control correspondiente para el arrancador de motor y finalmente se controla el arrancador de motor de manera correspondiente a la orden de control o al superar un valor límite se abre para la al menos una unidad de evaluación de un sensor de temperatura externo o el transformador de corriente.

De acuerdo con la invención, en el dispositivo de control propuesto es posible configurar y parametrizar mediante los diferentes estados de conmutación lógicos de los elementos de conmutación distintos arrancadores de motor.

De este modo en primer lugar es posible una adaptación del dispositivo de control para el arrancador de motor a diferentes tamaños constructivos distintos en cuanto a la potencia de motores eléctricos, leyéndose de acuerdo con el estado de conmutación predefinido de los elementos de conmutación distintos valores límite almacenados de forma tabulada de la memoria de datos y comparándose después con el valor de medición del bloque de transformador de corriente. De esta manera puede ajustarse, por ejemplo, un intervalo de protección de motor de 0, 18 a 2, 2 kW o superior sin problemas con un único dispositivo de control para un arrancador de motor mediante la predefinición correspondiente de un estado de conmutación correspondiente a esto de los elementos de conmutación. En una forma de realización preferente de la invención, mediante la electrónica de control puede realizarse además dependiendo del estado de conmutación de los elementos de conmutación también una adaptación a distintas configuraciones de los arrancadores de motor que se pueden controlar mediante el dispositivo de control. De esta manera, dependiendo del estado de conmutación leído de los elementos de conmutación se pueden generar por la electrónica de control órdenes de control para un arrancador de motor configurado como arrancador directo o como arrancador inversor. También esta adecuación del dispositivo de control de acuerdo con la invención del mismo modo tanto para un arrancador directo como para un arrancador inversor puede realizarse mediante una predefinición sencilla de una posición de conmutación correspondiente de los elementos de conmutación, que se lee de manera correspondiente mediante la electrónica de control.

El dispositivo de control puede estar programado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de control para un arrancador de motor (1) interconectable mediante un sistema de bus (2) de un motor eléctrico (M) , que comprende al menos una unidad de evaluación, un bloque de transformador de corriente (13) para la medición del consumo de potencia del motor eléctrico (M) , elementos de conmutación (11) , mediante los cuales se pueden predefinir distintos estados de conmutación y una electrónica de control (10) programable, que está unida con la al menos una unidad de evaluación para un sensor de temperatura externo, el bloque de transformador de corriente (13) y los elementos de conmutación (11) y se puede conectar mediante una interfaz (14) al sistema de bus (2) y presenta una memoria de datos (18) , estando programada la electrónica de control (10) de tal forma que

- se realiza una determinación periódica de los valores de medición generados por las unidades de evaluación y el bloque de transformador de corriente (13) , -se consulta el estado de conmutación predefinido por los elementos de conmutación (11) , -se lee de la memoria de datos (10) un valor límite almacenado de forma tabulada dependiendo del estado de conmutación de los elementos de conmutación (11) y se compara con el valor de medición del bloque de transformador de corriente (13) y se compara el valor de medición de la al menos una unidad de evaluación con un valor límite predefinido y -el arrancador de motor (1) se controla de forma correspondiente a la orden de control o se abre al sobrepasar un valor límite para la al menos una unidad de evaluación o el bloque de transformador de corriente (13) ,

caracterizado porque

- la unidad de evaluación para un sensor de temperatura externo está prevista para la medición de la temperatura del motor eléctrico (M) y porque -se consultan los datos obtenidos por el sistema de bus (2) mediante la interfaz (14) y se evalúan dependiendo del estado de conmutación de los elementos de conmutación (11) y a partir de esto se genera una orden de control correspondiente para el arrancador de motor (1) .

2. Dispositivo de control de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque mediante la electrónica de control (10) dependiendo del estado de conmutación de los elementos de conmutación (11) se pueden generar órdenes de control para un arrancador de motor (1) configurado como arrancador directo o como arrancador inversor.

3. Dispositivo de control de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende un bloqueo de arrancador inversor, mediante el cual se puede impedir durante el control realizado de un contactor de potencia del arrancador de motor un control de un contactor de potencia adicional del arrancador de motor.

4. Dispositivo de control de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los elementos de conmutación (11) están configurados como conmutadores DIP, puentes, conmutadores giratorios y/o conmutadores de software controlables mediante el sistema de bus (2) .

5. Dispositivo de control de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los elementos de conmutación (11) comprenden un conmutador manual, mediante el cual se puede controlar el arrancador de motor

(1) con prioridad ante los datos obtenidos del sistema de bus (2) .

6. Dispositivo de control de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la electrónica de control (10) presenta entradas (17) , que se pueden unir con conmutadores externos, tales como barreras de luz o conmutadores de fin de carrera y se abre dependiendo del estado de conmutación de los elementos de conmutación (11) el arrancador de motor al aplicar una señal de conmutación de los conmutadores externos en una entrada (17) .

7. Dispositivo de control de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la electrónica de control (10) presenta además un dispositivo para la imitación del calentamiento o enfriamiento del motor eléctrico (M) mediante los valores de medición consultados de la al menos una unidad de evaluación para un sensor de temperatura externo.

8. Dispositivo de control de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la electrónica de control (10) está programada además de tal forma que emite datos de retroalimentación mediante la interfaz (14) al sistema de bus (2) .

9. Dispositivo de control de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque están previstos elementos de indicación (12) para la indicación de los valores de medición y de las órdenes de control generadas para el arrancador de motor (1) .

10. Dispositivo de control de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la electrónica de control (10) está programada además de tal forma que se puede controlar dependiendo del estado de conmutación de los elementos de conmutación (11) el arrancador de motor (1) mediante configuración de un freno suave para el motor eléctrico (M) .

11. Dispositivo de control de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la electrónica de control (10) está programada además de tal forma que dependiendo del estado de conmutación de los elementos de conmutación (11) se puede invertir el sentido de la marcha del motor eléctrico (M) .

12. Dispositivo de control de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la electrónica de

control (10) está programada además de tal forma que durante la generación de una orden de control para la apertura del arrancador de motor (1) se genera una señal para el control de un freno con alimentación propia o externa (4) para el motor eléctrico (M) .

13. Arrancador de motor caracterizado por un dispositivo de control correspondiente de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.

14. Arrancador de motor de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por una carcasa con dos espacios de montaje para contactores de potencia (16.1, 16.2) controlables mediante el dispositivo de control para el motor eléctrico (M) , de tal forma que se puede configurar opcionalmente un arrancador directo o inversor, que se puede configurar y parametrizar mediante los elementos de conmutación (11) .

15. Procedimiento para el control de un arrancador de motor (1) interconectado mediante un sistema de bus (2) de acuerdo con la reivindicación 13 para un motor eléctrico (M) , en el que se comprueban continuamente los datos de medición de temperatura y potencia del motor eléctrico (M) y se comparan con valores límite y se evalúan datos del sistema de bus (2) y dependiendo de los datos evaluados y los valores de medición comprobados se generan órdenes de control para el control del arrancador de motor, caracterizado porque mediante los elementos de conmutación (11) se predefinen distintas configuraciones y parámetros y se evalúan junto con los datos del sistema de bus (2) y los valores de medición para la generación de las órdenes de control, de tal manera que se pueden controlar arrancadores de motor (1) configurados como arrancador directo o inverso y se pueden comprobar motores eléctricos (M) con distinto consumo de potencia.


 

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