Dispositivos de conmutación configurados para controlar campos magnéticos para mantener una conexión eléctrica.

Un dispositivo de conmutación eléctrico (100) que comprende:

un terminal base (106) que se extiende sustancialmente en una dirección axial (190) y que tiene un contacto base (122);

y

un terminal móvil (224) que se extiende sustancialmente en la dirección axial (190) y que tiene un contacto móvil (120), extendiéndose los terminales móvil y base (224, 106) generalmente paralelos entre sí y estando separados por un espaciamiento de campo (S3), pudiendo moverse el terminal móvil (224) de manera selectiva hacia y desde el terminal base (106) para conectar eléctricamente los contactos base y móvil (122, 120) en una interfaz de contacto (234), y

caracterizado por que el dispositivo de conmutación eléctrico (100) comprende además una pantalla magnética (135) situada entre los terminales móvil y base (224, 106) en el espaciamiento de campo, en donde el terminal móvil (224) experimenta una fuerza de separación cuando circula corriente a través de los terminales móvil y base (224, 106) en direcciones opuestas, estando la pantalla magnética (135) configurada para reducir la fuerza de separación (FS) experimentada por el terminal móvil (224) para facilitar el mantenimiento de la interfaz de contacto (234) entre los contactos base y móvil (122, 120).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11164198.

Solicitante: TYCO ELECTRONICS CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1050 WESTLAKES DRIVE BERWYN, PA 19312 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MILLER,MITCHELL EUGENE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01H1/54 ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01H INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS DE PROTECCION DE EMERGENCIA (cables de contacto H01B 7/10; interruptores automáticos de tipo electrolítico H01G 9/18; circuitos de protección, de seguridad H02H; conmutación por medios electrónicos sin cierre de contactos H03K 17/00). › H01H 1/00 Contactos (contactos líquidos H01H 29/04). › por fuerza magnética.
  • H01H50/64 H01H […] › H01H 50/00 Detalles de relés electromagnéticos (circuitos eléctricos H01H 47/00; detalles de selectores con un mando eléctrico H01H 63/00). › Disposiciones de accionamiento entre un elemento móvil del circuito magnético y un contacto (asociados estructuralmente a los juegos de contactor de resorte H01H 50/58).
  • H01H51/22 H01H […] › H01H 51/00 Relés electromagnéticos (relés que utilizan el efecto dinamo-eléctrico H01H 53/00). › Relés polarizados.

PDF original: ES-2471067_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivos de conmutaciïn configurados para controlar campos magnïticos para mantener una conexiïn elïctrica La invenciïn se refiere, en general, a dispositivos de conmutaciïn elïctricos que estïn configurados para controlar la circulaciïn de una corriente elïctrica a travïs de los mismos y, mïs en particular, a dispositivos de conmutaciïn que tienen contactos de uniïn que permanecen conectados elïctricamente durante estados de fallo por alta corriente o cortocircuitos.

Los dispositivos de conmutaciïn elïctricos (por ejemplo, contactores, relïs) existen en la actualidad para conectar o desconectar una fuente de alimentaciïn a un dispositivo o sistema elïctrico. Por ejemplo, un dispositivo de conmutaciïn elïctrico puede usarse en un contador elïctrico que monitoriza el uso de la potencia para una casa o un edificio. Los dispositivos elïctricos convencionales incluyen una carcasa que recibe una pluralidad de terminales de entrada y de salida y un mecanismo para conectar elïctricamente los terminales de entrada y de salida. En algunos dispositivos de conmutaciïn, un accionador de solenoide estï acoplado operativamente a un contacto de uniïn de uno de los terminales. Cuando se activa el accionador de solenoide, el accionador de solenoide mueve el contacto de uniïn hacia otro contacto de uniïn para establecer una conexiïn elïctrica. El accionador de solenoide tambiïn puede activarse para desconectar los contactos de uniïn.

Sin embargo, si los contactos de uniïn se separan durante un estado de fallo por alta corriente o un cortocircuito, puede formarse un arco elïctrico entre los contactos de uniïn. El arco elïctrico puede tener efectos negativos en los otros componentes de los dispositivos de conmutaciïn y, como tal, puede ser deseable que los dispositivos de conmutaciïn mantengan la conexiïn elïctrica durante tales estados de fallo. Para este fin, los dispositivos de conmutaciïn pueden usar diversos mecanismos, tales como el uso de fuerzas mecïnicas que presionan los contactos de uniïn entre sï. Sin embargo, debido a que los dispositivos de conmutaciïn pueden tener un espacio disponible limitado dentro de las carcasas del conmutador, los dispositivos mecïnicos convencionales pueden no ser adecuados o pueden ser demasiado costosos para el mantenimiento de la conexiïn elïctrica.

El documento DE 3837666 desvela un relï que tiene dos elementos de contacto fijos. Una pieza de contacto mïvil entre los elementos de contacto fijos puede moverse para conectarse al uno o al otro de los elementos de contacto fijos.

En consecuencia, hay una necesidad de dispositivos de conmutaciïn elïctricos que mantengan una conexiïn elïctrica durante estados de fallo por alta corriente o cortocircuitos. Tambiïn hay una necesidad general de dispositivos de conmutaciïn elïctricos que puedan reducir el nïmero de componentes dentro de la carcasa del conmutador y que cuesten menos de fabricar en comparaciïn con los dispositivos de conmutaciïn conocidos.

De acuerdo con la invenciïn, se proporciona un dispositivo de conmutaciïn elïctrico de acuerdo con la reivindicaciïn 1 adjunta. El dispositivo de conmutaciïn elïctrico incluye un terminal base que se extiende sustancialmente en una direcciïn axial y que tiene un contacto base. El dispositivo de conmutaciïn tambiïn incluye un terminal mïvil que se extiende sustancialmente en la direcciïn axial y que tiene un contacto mïvil. Los terminales mïvil y base se extienden generalmente paralelos entre sï y se separan por un espaciamiento de campo. El terminal mïvil puede moverse de manera selectiva hacia y desde el terminal base para conectar elïctricamente los contactos base y mïvil en una interfaz de contacto. El dispositivo de conmutaciïn se caracteriza por una pantalla magnïtica que se localiza entre los terminales mïvil y base en el espaciamiento de campo. El terminal mïvil experimenta una fuerza de separaciïn cuando la corriente circula a travïs de los terminales base y mïvil en direcciones opuestas. La pantalla magnïtica estï configurada para reducir la fuerza de separaciïn experimentada por el terminal mïvil para facilitar que la interfaz de contacto se mantenga entre los contactos base y mïvil.

A continuaciïn, se describirïn las realizaciones de la invenciïn a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva expuesta de un dispositivo de conmutaciïn elïctrico formado de acuerdo con una realizaciïn.

La figura 2 es una vista despiezada de un dispositivo de accionamiento que puede usarse en el dispositivo de conmutaciïn de la figura 1.

La figura 3 es una vista en planta de una disposiciïn de los componentes internos usados por el dispositivo de conmutaciïn de la figura 1.

La figura 4 es una vista en perspectiva de los terminales base y mïvil acoplados entre sï para su uso en el dispositivo de conmutaciïn de la figura 1.

La figura 5 es una vista en perspectiva aislada del terminal mïvil que puede usarse con el dispositivo de conmutaciïn de la figura 1.

La figura 6 es una vista en planta ampliada de un conjunto de circuitos a modo de ejemplo que puede usarse con el dispositivo de conmutaciïn de la figura 1.

De acuerdo con una realizaciïn, se proporciona un dispositivo de conmutaciïn elïctrico que incluye un terminal base que se extiende sustancialmente en una direcciïn axial y que tiene un contacto base. El dispositivo de conmutaciïn tambiïn incluye un terminal mïvil que se extiende sustancialmente en la direcciïn axial y que tiene un contacto de uniïn. Los terminales mïvil y base se extienden generalmente paralelos entre sï y se separan por un espaciamiento de campo. El terminal mïvil puede moverse de manera selectiva hacia y desde el terminal base para conectar elïctricamente los contactos base y de uniïn en una interfaz de contacto. El dispositivo de conmutaciïn tambiïn incluye una pantalla magnïtica que se localiza entre los terminales mïvil y base en el espaciamiento de campo. El terminal mïvil experimenta una fuerza de separaciïn cuando la corriente circula a travïs de los terminales base y mïvil en direcciones opuestas. La pantalla magnïtica estï configurada para reducir la fuerza de separaciïn experimentada por el terminal mïvil para facilitar que la interfaz de contacto se mantenga entre los contactos base y de uniïn.

De acuerdo con otra realizaciïn, se proporciona un dispositivo de conmutaciïn elïctrico que incluye unos terminales base primero y segundo que se extienden sustancialmente en una direcciïn axial y se superponen entre sï con un espaciamiento de campo entre los mismos. El dispositivo de conmutaciïn incluye un terminal mïvil que estï acoplado al segundo terminal base. El terminal mïvil se extiende sustancialmente en la direcciïn axial en el espaciamiento de campo entre los terminales base primero y segundo. El dispositivo de conmutaciïn tambiïn incluye una pantalla magnïtica que se localiza entre el terminal mïvil y el primer terminal base. La corriente circula a travïs de los terminales base primero y segundo en una misma direcciïn y circula a travïs del terminal mïvil en una direcciïn opuesta cuando el terminal mïvil y los terminales base primero y segundo forman un circuito cerrado. El terminal mïvil experimenta una fuerza de separaciïn proporcionada por el primer terminal base y una fuerza magnïtica opuesta proporcionada por el segundo terminal base. La pantalla magnïtica estï configurada para reducir la fuerza de separaciïn experimentada por el terminal mïvil.

La figura 1 es una vista en perspectiva expuesta de un dispositivo de conmutaciïn 100 elïctrico formado de acuerdo con una realizaciïn. El dispositivo de conmutaciïn 100 incluye una carcasa de conmutador 101 que estï configurada para recibir y encerrar al menos un conjunto de circuitos. (En la figura 1, se ha retirado una cubierta de la carcasa de conmutador 101 para mostrar los componentes internos del dispositivo de conmutaciïn 100.) En la realizaciïn ilustrada, el dispositivo de conmutaciïn 100 incluye un par de conjuntos de circuitos 102 y 103. Los conjuntos de circuitos 102 y 103 tambiïn pueden denominarse polos. El conjunto de circuitos 102 incluye los terminales 104A y 106A, y el conjunto de circuitos 103 incluye los terminales 104B y 106B. La carcasa de conmutador 101 puede incluir una pluralidad de lados de carcasa que incluye un lado de carcasa 148 en el que se reciben los terminales 104A y 104B y un lado de carcasa 150, en el que se reciben los terminales 106A y 106B. Los lados de carcasa 148 y 150 pueden ser opuestos entre sï. Sin embargo, en realizaciones alternativas, los terminales base 104A, 104B, 106A, y 106B pueden entrar a travïs de diferentes lados de carcasa... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo de conmutaciïn elïctrico (100) que comprende:

un terminal base (106) que se extiende sustancialmente en una direcciïn axial (190) y que tiene un contacto base (122) ; y un terminal mïvil (224) que se extiende sustancialmente en la direcciïn axial (190) y que tiene un contacto mïvil (120) , extendiïndose los terminales mïvil y base (224, 106) generalmente paralelos entre sï y estando separados por un espaciamiento de campo (S3) , pudiendo moverse el terminal mïvil (224) de manera selectiva hacia y desde el terminal base (106) para conectar elïctricamente los contactos base y mïvil (122, 120) en una interfaz de contacto (234) , y caracterizado por que el dispositivo de conmutaciïn elïctrico (100) comprende ademïs una pantalla magnïtica (135) situada entre los terminales mïvil y base (224, 106) en el espaciamiento de campo, en donde el terminal mïvil (224) experimenta una fuerza de separaciïn cuando circula corriente a travïs de los terminales mïvil y base (224, 106) en direcciones opuestas, estando la pantalla magnïtica (135) configurada para reducir la fuerza de separaciïn (FS) experimentada por el terminal mïvil (224) para facilitar el mantenimiento de la interfaz de contacto (234) entre los contactos base y mïvil (122, 120) .

2. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que la pantalla magnïtica (135) estï colocada adyacente al terminal base (106) y se extiende a lo largo del terminal base (106) en la direcciïn axial (190) hacia el contacto base (122) .

3. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que el terminal mïvil (224) incluye una zona de flexiïn (294) y una trayectoria conductora (264) , extendiïndose la trayectoria conductora (264) desde la zona de flexiïn (294) al contacto mïvil (120) , extendiïndose el terminal base (106) a lo largo de la trayectoria conductora (264) desde la zona de flexiïn (294) al contacto mïvil (120) .

4. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con cualquier reivindicaciïn anterior, en el que el contacto mïvil

(120) es desviado contra el contacto base (122) por una fuerza de uniïn (FT) , siendo las fuerzas de uniïn y de separaciïn (FT, FS) sustancialmente opuestas entre sï.

5. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con cualquier reivindicaciïn anterior, en el que el terminal base (106) es un primer terminal base y el dispositivo de conmutaciïn (100) comprende, ademïs, un segundo terminal base (104) que extiende a lo largo de, y estï conectadi elïctricamente al terminal mïvil (224) , estando el terminal mïvil (224) situado entre los terminales base primero y segundo (106, 104) , en donde la corriente (IC1, IC2) circula a travïs del segundo terminal base (104) y del terminal mïvil (224) en direcciones opuestas, generando de este modo una fuerza de uniïn que facilita el desvïï del contacto (120) mïvil hacia el contacto (122) base.

6. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con la reivindicaciïn 5, en el que los terminales base primero y segundo (106, 104) se extienden en direcciones opuestas a las partes de extremo de terminal respectivas (182, 180) , superponiïndose los terminales base primero y segundo (106, 104) entre sï de manera que las partes de extremo de terminal (182, 180) se separan una distancia longitudinal, extendiïndose el terminal mïvil (224) desde la parte de extremo de terminal (180) del segundo terminal base (104) hacia la parte de extremo de terminal (182) del primer terminal base (106) .

7. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con cualquier reivindicaciïn anterior que comprende ademïs un dispositivo de accionamiento (114) acoplado operativamente al terminal mïvil (224) , moviendo el dispositivo de accionamiento (114) de manera selectiva el terminal mïvil (224) para conectar y desconectar elïctricamente los contactos mïvil y base (120, 122) .

8. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con cualquier reivindicaciïn anterior, en el que el terminal mïvil

(224) incluye una zona de flexiïn (294) , pivotando el terminal mïvil (224) alrededor de la zona de flexiïn (294) cuando se mueve de manera selectiva hacia y desde el terminal base (106) .

9. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con cualquier reivindicaciïn anterior, en el que el terminal mïvil

(224) incluye una zona de flexiïn (294) que tiene una pluralidad de capas separadas (231-233) , transmitiïndose la corriente a travïs de las capas separadas (231-233) hacia el contacto mïvil (120) .

10. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con cualquier reivindicaciïn anterior, en el que el terminal mïvil

(224) incluye un elemento de desviaciïn (274) situado cerca del contacto mïvil (120) , proporcionando el elemento de desviaciïn (274) una fuerza de desviaciïn (FB) en una direcciïn hacia el contacto base (122) .

11. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con cualquier reivindicaciïn anterior, en el que los contactos mïvil y base (120, 122) se mantienen conectados elïctricamente entre sï durante un estado de fallo por alta corriente o un corto circuito en el que circulan aproximadamente 12.000 A a travïs de los terminales base y mïvil (106, 224) .

12. El dispositivo de conmutaciïn (100) de acuerdo con cualquier reivindicaciïn anterior, en el que los terminales base y mïvil (106, 224) forman un primer conjunto de circuitos (102) , comprendiendo el dispositivo de conmutaciïn

(100) ademïs un segundo conjunto de circuitos (103) que incluye diferentes terminales base y mïvil (106, 224) .


 

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