Aparato de conmutación eléctrica.

Aparato de conmutación eléctrica con una electrónica de control que puede someterse a una señal de control y que está conectada a un relé de conmutación,

cuyos contactos de conmutación están conectados entre al menos una conexión de tensión alterna, a la que se puede conectar un conductor bajo tensión de un sistema de tensión alterna, y al menos una conexión de carga, a la que se puede conectar un consumidor eléctrico, caracterizado porque el aparato de conmutación (10) presenta una conexión de conductor neutro (34) que puede conectarse al conductor neutro de un sistema de tensión alterna y porque la electrónica de control (16) controla el relé de conmutación (24) con dependencia del pasaje por cero de una corriente de medición que fluye de la conexión de tensión alterna (30) a la conexión de conductor neutro (34), cuando la conexión de conductor neutro (34) está conectada al conductor neutro.

Aparato de conmutación eléctrica La invención se refiere a un aparato de conmutación eléctrica con una electrónica de control que puede someterse a una señal de control y que está conectada a un relé de conmutación, cuyos contactos de conmutación están conectados entre al menos una conexión de tensión alterna, a la que se puede conectar un conductor bajo tensión de un sistema de tensión alterna, y al menos una conexión de carga, a la que se puede conectar un conector eléctrico.

El documento EP-A-0997921 da a conocer un ejemplo de un aparato de conmutación eléctrica de este tipo.

Los aparatos de conmutación de este tipo se usan especialmente en instalaciones de edificios y sirven por ejemplo para conectar y desconectar lámparas eléctricas, pero también para controlar un contactor que a su vez conmuta un consumidor eléctrico potente. Mediante la electrónica de control se puede aplicar corriente en la bobina magnética del relé de conmutación, de tal forma que por la bobina magnética se abren o se cierran los contactos de conmutación. La corriente para la bobina magnética es proporcionada por la electrónica de control que puede ser sometida a una señal de control por el usuario, por ejemplo a un impulso de tensión que el usuario puede activar con la ayuda de un elemento pulsador. Habitualmente, los aparatos de conmutación eléctrica de este tipo están realizados como aparatos incorporados en serie y se pueden encajar sobre rieles de sujeción.

Una ventaja de usar un relé de conmutación consiste en que mediante el relé de conmutación de la electrónica de control se puede separar de manera constructivamente sencilla del potencial de la tensión alterna aplicada en la conexión de tensión alterna, ya que mediante la bobina magnética del relé de conmutación pueden ser accionados de forma inductiva los contactos de conmutación de este, de modo que los contactos de conmutación no están conectados de forma galvánica a la electrónica de control.

El procedimiento de conmutación en sí del aparato de conmutación dura unos milisegundos. Durante la conmutación de una tensión alterna, la transición del estado de conmutación puede conllevar una considerable carga del aparato de control, ya que al estar presente una gran amplitud de tensión, los contactos de conmutación pueden fundirse unos con otros. Por ello, en aparatos de conmutación en los que en lugar de un relé se usa un semiconductor, por ejemplo un MOS-FET, se conoce el modo de realizar el procedimiento de conmutación cuando la tensión alterna conectada a la conexión de tensión alterna está atravesando un pasaje por cero. Esto reduce la carga del aparato de conmutación.

Sin embargo, si el procedimiento de conmutación se hace funcionar en el intervalo del pasaje por cero de la tensión alterna presente, debido a retardos de conmutación durante la conmutación de un contactor mediante el aparato de conmutación esto tiene la consecuencia de que, si bien el procedimiento de conmutación del aparato de conmutación se efectúa en un momento al menos cercano al pasaje por cero de la tensión alterna presente, el procedimiento de conmutación del contactor postconectado se efectúa frecuentemente en un momento en el que la amplitud de la tensión alterna vuelve a atravesar ya un máximo.

La presente invención tiene el objetivo de perfeccionar un aparato de conmutación eléctrica del tipo genérico de tal forma que manteniendo una separación de potencial entre la tensión alterna, presente en la conexión de tensión alterna durante el funcionamiento del aparato de conmutación, y la electrónica de control, el procedimiento de conmutación se puede efectuar opcionalmente con dependencia o independencia del pasaje por cero de la tensión alterna conectada a la conexión de tensión alterna.

Este objetivo se consigue según la invención en un aparato de conmutación eléctrica del tipo mencionado al principio, porque el aparato de conmutación presenta una conexión de conductor neutro que puede conectarse al conductor neutro del sistema de tensión alterna y porque la electrónica de control controla el relé de conmutación con dependencia del pasaje por cero de una corriente de medición que fluye de la conexión de tensión alterna a la conexión de conductor neutro, cuando la conexión de conductor neutro está conectada al conductor neutro.

En el aparato de conmutación según la invención, adicionalmente a una conexión de tensión alterna y a una conexión de carga se emplea además una conexión de conductor neutro a la que el instalador puede conectar en caso de necesidad el conductor neutro del sistema de tensión alterna. Si el conductor neutro se conecta a la conexión de conductor neutro, puede fluir una corriente de medición de la conexión de tensión alterna a la conexión de conductor neutro. Entonces, mediante la corriente de medición, la electrónica de control puede determinar el pasaje por cero de la tensión alterna presente en la conexión de tensión alterna y controlar el relé de conmutación con dependencia del pasaje por cero. De esta manera, se consigue prolongar considerablemente la duración útil del aparato de conmutación eléctrica, ya que se reduce muy fuertemente el peligro de que los contactos de

conmutación del relé de conmutación se fundan entre ellos o queden perjudicados de otra manera.

Sin embargo, como se ha mencionado al principio, no siempre resulta ventajoso realizar el procedimiento de conmutación en un momento en el que la tensión alterna conectada a la conexión de tensión alterna experimente su pasaje por cero. Por ejemplo, durante la conmutación de un contactor mediante el aparato de conmutación eléctrica, la conmutación en el pasaje por cero puede tener la consecuencia de que debido al retraso de conmutación originado, el contactor realice el procedimiento de conmutación en un momento en el que la amplitud de la tensión alterna vuelve a atravesar ya su máximo. Por lo tanto, según la invención está previsto que el conductor neutro del sistema de tensión alterna ha de conectarse sólo en caso de necesidad a la conexión de conductor neutro del aparato de conmutación. Si no se produce ninguna conexión de este tipo, la electrónica de control del relé de conmutación controla el relé de conmutación con independencia del pasaje por cero de la tensión alterna. Por lo tanto, el aparato de conmutación está realizado de tal forma que sólo al fluir una corriente de medición de la conexión de tensión alterna a la conexión de conductor neutro, se produzca el control del relé de conmutación con dependencia del pasaje por cero de la tensión alterna presente en la conexión de tensión alterna, mientras que en caso de ausencia de una corriente de medición, el control del relé de conmutación se realiza con independencia del pasaje por cero de la tensión alterna.

En una forma de realización preferible de la invención, el aparato de conmutación comprende un elemento de detección de pasaje por cero así como una línea de medición que conecta la conexión de tensión alterna a la conexión de conductor neutro, estando acoplada la línea de medición de forma óptica, inductiva o capacitiva al elemento de detección de pasaje por cero. A causa del acoplamiento óptico, inductivo o capacitivo, el elemento de detección de pasaje por cero puede detectar el pasaje por cero de la tensión alterna presente en la conexión de tensión alterna. El elemento de detección de pasaje por cero permite por tanto de manera sencilla a la electrónica de control controlar el relé de conmutación con dependencia del pasaje por cero de la tensión alterna, cuando a través de la línea de medición fluye una corriente de medición. En caso de ausencia de tal corriente de medición, porque la conexión de conductor neutro no está conectada al conductor neutro del sistema de tensión alterna, el elemento de detección de pasaje por cero no recibe ninguna señal de entrada y la electrónica de control controla el relé de conmutación sin considerar el pasaje por cero de la tensión alterna.

Preferentemente, la electrónica de control comprende un microcontrolador con un elemento de detección de pasaje por cero integrado. Esto ofrece la ventaja de que se consigue reducir el volumen de técnica de conmutación necesario del aparato de conmutación eléctrica y de esta manera también su coste de fabricación. En esta forma de realización, el elemento de detección de pasaje por cero está integrado en la electrónica de control.

En una forma de realización ventajosa, el acoplamiento de la línea de medición al elemento de detección de pasaje por cero se realiza a través de un optoacoplador. Los optoacopladores se este tipo son conocidos de... [Seguir leyendo]

1. Aparato de conmutación eléctrica con una electrónica de control que puede someterse a una señal de control y que está conectada a un relé de conmutación, cuyos contactos de conmutación están conectados entre al menos 5 una conexión de tensión alterna, a la que se puede conectar un conductor bajo tensión de un sistema de tensión alterna, y al menos una conexión de carga, a la que se puede conectar un consumidor eléctrico, caracterizado porque el aparato de conmutación (10) presenta una conexión de conductor neutro (34) que puede conectarse al conductor neutro de un sistema de tensión alterna y porque la electrónica de control (16) controla el relé de conmutación (24) con dependencia del pasaje por cero de una corriente de medición que fluye de la conexión de tensión alterna (30) a la conexión de conductor neutro (34) , cuando la conexión de conductor neutro (34) está conectada al conductor neutro.

2. Aparato de conmutación eléctrica según la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato de conmutación (10) presenta un elemento de detección de pasaje por cero (42) así como una línea de medición (36) que conecta 15 la conexión de tensión alterna (30) a la conexión de conductor neutro (34) , estando acoplada la línea de medición (36) de forma óptica, inductiva o capacitiva al elemento de detección de pasaje por cero (42) .

3. Aparato de conmutación eléctrica según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la electrónica de control comprende un microcontrolador (16) con un elemento de detección de pasaje por cero (42) integrado. 2.

4. Aparato de conmutación eléctrica según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado porque la línea de medición (36) está acoplada a través de un optoacoplador (40) al elemento de detección de pasaje por cero (42) .

5. Aparato de conmutación eléctrica según la reivindicación 4, caracterizado porque el relé de conmutación (24) 25 y el optoacoplador (40) presentan una tensión de aislamiento de al menos 3500V.

6. Aparato de conmutación eléctrica según la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque el relé de conmutación (24) y el optoacoplador (40) presentan una línea de fuga de al menos 5mm.

7. Aparato de conmutación eléctrica según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque en la línea de medición (36) está conectado al menos un elemento de limitación de corriente (39) .

8. Aparato de conmutación eléctrica según una de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque en la línea de medición (36) está conectado un diodo de protección (38) . 35