Módulo de mando y protección de un aparato interruptor.

Módulo (10) de mando y de protección para un aparato interruptor multipolar de baja tensión destinado al mando y la protección de una carga eléctrica,

comprendiendo el aparato interruptor una base (50) que integra unas líneas (53, 54) de corriente provistas de contactos fijos y móviles, un electroimán (41) de mando y un disparador (42) adecuados para actuar sobre dichos contactos móviles (52) para abrir o cerrar los polos de potencia, comprendiendo el módulo (10) de mando y de protección, en una caja conectada de manera amovible a la base (50):

- unos sensores (11, 12, 13) de corriente que miden la intensidad de la corriente que atraviesa dichas líneas (54) de corriente,

- una tarjeta electrónica (20) dotada de una unidad (30) de procesamiento y que comprende un dispositivo electrónico (31) de mando y un dispositivo electrónico (32) de protección encargados de accionar respectivamente, a través de una regleta (21) de bornes de control, el electroimán (41) de mando y el disparador (42) en respuesta respectivamente a una señal (310) de mando y a una señal (320) de disparo emitidas por la unidad (30) de procesamiento,

caracterizado por el hecho de que la unidad (30) de procesamiento es susceptible de suprimir la señal (310) de mando del electroimán (41) en caso de mal funcionamiento del dispositivo (32) de protección.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2002/003729.

Solicitante: SCHNEIDER ELECTRIC INDUSTRIES SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 35 RUE JOSEPH MONIER 92500 RUEIL-MALMAISON FRANCIA.

Inventor/es: GUIBERT, PHILIPPE, BAURAND, GILLES, CUNY, JEAN-CHRISTOPHE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01H73/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01H INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS DE PROTECCION DE EMERGENCIA (cables de contacto H01B 7/10; pararrayos resistivos H01G 9/18; circuitos de protección, de seguridad H02H; conmutación por medios electrónicos sin cierre de contactos H03K 17/00). › Disyuntores de protección de máximo de corriente en los cuales un exceso de corriente abre los contactos y libera automáticamente una energía mecánica almacenada por el accionamiento previo de un mecanismo de rearme manual.
  • H01H89/06 H01H […] › H01H 89/00 Combinaciones de dos o más tipos básicos diferentes de conmutadores eléctricos, relés, selectores y dispositivos de protección de emergencia, no cubiertos en su totalidad por ningún otro de los grupos principales de esta subclase. › Combinación de un circuito de puesta a cero ("reset") manual con un contactor, p. ej. el mismo circuito se controla tanto por un dispositivo de protección como por un dispositivo de control remoto.
  • H02H3/05 H […] › 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). › H02H 3/00 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). › con medios para aumentar la fiabilidad, p. ej. dispositivos redundantes.
  • 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.

PDF original: ES-2458938_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Módulo de mando y protección de un aparato interruptor

La presente invención se refiere a un módulo de mando y de protección para un aparato eléctrico interruptor de baja tensión, tal como un contactor-disyuntor. Este módulo de mando y de protección asegura el control de un electroimán de mando y de un disparador que son adecuados para abrir o cerrar los polos de potencia del aparato eléctrico interruptor. La invención se refiere igualmente a un aparato eléctrico interruptor conectable a un módulo de mando y de protección de ese tipo.

Un contactor-disyuntor es un aparato eléctrico multipolar utilizado para el mando y la protección de una carga eléctrica tal como un motor. Permite por un lado mandar de manera voluntaria, por medio de un electroimán de mando apropiado en la parte “contactor”, la alimentación y el corte de conductores de potencia conectados a la carga. Permite por otro lado mandar automáticamente, por medio de un mecanismo de disparo electromagnético, denominado en lo que sigue del presente documento disparador, propio de la parte “disyuntor”, el corte de los conductores de potencia cuando un defecto eléctrico, tal como un defecto de sobrecarga térmica, de sobrecarga magnética o de cortocircuito, aparece en al menos uno de los conductores.

En un aparato de ese tipo, los polos de potencia están provistos de contactos fijos y móviles en el interior de cámaras de corte. El electroimán de mando activa un órgano multipolar para actuar sobre los contactos móviles con el fin de abrir o de cerrar los polos de potencia en respuesta a un mando procedente de un dispositivo de mando. El disparador activa igualmente el órgano multipolar para actuar sobre los contactos móviles con el fin de abrir los polos de potencia en respuesta a la detección de un defecto eléctrico procedente de un dispositivo de protección. El disparador puede ser rearmado mediante un órgano de mando manual capaz por sí mismo de activar al órgano multipolar para asegurar la apertura de los contactos móviles.

El documento EP 366 519 describe de ese modo un contactor-disyuntor del tipo recordado anteriormente. El dispositivo de protección es esencialmente mecánico, lo que precisa de un gran número de aparatos para cubrir, como es preciso, toda la gama deseada de tensiones y corrientes de potencia. En el documento FR 2 759 489, el electroimán de un contactor-disyuntor asegura la conmutación de los contactos.

El documento WO01/27958 describe un contactor-disyuntor cuyos conductores de potencia, los contactos fijos y móviles, el electroimán de mando y el disparador están alojados en una base del aparato. La base está conectada a un dispositivo electrónico de mando y de protección que se presenta, ventajosamente, bajo la forma de un módulo amovible conectado de manera intercambiable en la base. Este dispositivo permite, para una misma base, recibir diferentes calibres de módulos de protección, disminuyendo así las diferentes combinaciones necesarias para cubrir toda una gama de productos. Además, esta disposición permite una personalización de contactor-disyuntor en el último momento por el usuario, después del cableado de la parte de potencia.

El documento US5774319 describe un sistema interruptor que comprende un contactor y un relé térmico autoalimentado que es capaz de disparar una bobina del contactor en caso de sobrecorriente. El sistema comprende un dispositivo que permite evitar un disparo cuando el relé térmico no está suficientemente alimentado.

Sin embargo, es necesario garantizar permanentemente la seguridad de funcionamiento de los diferentes órganos que aseguran el mando y la protección en este tipo de aparato interruptor. Esto es por lo que un primer objetivo de la presente invención es incrementar la seguridad de funcionamiento de un contactor-disyuntor implementando unas regulaciones entre el mando del electroimán y el mando del disparador, ofreciendo de ese modo una redundancia de las funciones de seguridad gracias a la utilización de medios electrónicos centrales de procesamiento encargados de dirigir y controlar a la vez el electroimán y el disparador.

Para ello, la invención describe un módulo de mando y de protección para un aparato interruptor multipolar de baja tensión destinado al mando y a la protección de una carga eléctrica. El aparato interruptor comprende una base que integra unas líneas de corriente provistas de contactos fijos y móviles, un electroimán de mando y un disparador adecuados para actuar sobre dichos contactos móviles para abrir o cerrar los polos de potencia. El módulo de mando y de protección comprende, en una caja conectada de manera amovible a la base, unos sensores de corriente que miden la intensidad de la corriente que atraviesa dichas líneas de corriente y una tarjeta electrónica dotada de una unidad de procesamiento y que comprende un dispositivo electrónico de mando y un dispositivo electrónico de protección encargados de accionar respectivamente, a través de una regleta de bornes de control, el electroimán de mando y el disparador en respuesta, respectivamente, a una señal de mando y a una señal de disparo emitidas por la unidad de procesamiento. El módulo se caracteriza por el hecho de que la unidad de procesamiento es susceptible de suprimir la señal de mando del electroimán en caso de mal funcionamiento del dispositivo de protección.

El dispositivo electrónico de protección comprende unos medios de almacenamiento de energía que permiten almacenar una energía eléctrica al menos igual a un nivel suficiente para accionar el disparador. Según una característica, la unidad de procesamiento suprime la señal de mando del electroimán cuando la energía eléctrica almacenada en los medios de almacenamiento es inferior a dicho nivel. La unidad de procesamiento suprime

igualmente la señal de mando del electroimán cuando se detecta un defecto de conexión entre el dispositivo electrónico de protección y el disparador.

Por otro lado, la invención tiene igualmente por objeto optimizar la disposición de un contactor-disyuntor de ese tipo para simplificar la implementación del módulo de protección, simplificar su reglaje por un usuario, minimizar el número de componentes utilizados para su fabricación y para hacer más fiables las conexiones entre la base y el módulo de protección.

Según otra característica, la tarjeta electrónica está dispuesta de manera que recibe directamente los sensores de corriente, la regleta de bornes de control y unos medios de diálogo con el operador, situados sobre una cara frontal de la caja. Estos medios de diálogo con el operador comprenden un órgano de selección de un parámetro de regulación único y la unidad de procesamiento posee unos medios de cálculo para determinar, a partir de dicho parámetro de regulación, un valor de umbral de disparo sobre el defecto térmico y un valor de umbral de disparo sobre defecto magnético.

La invención se refiere igualmente a un aparato eléctrico interruptor multipolar destinado al mando y la protección de una carga eléctrica, que comprende una base que integra unas líneas de corriente provistas de contactos fijos y móviles, un electroimán de mando y un disparador adecuados para actuar sobre dichos contactos móviles. El aparato eléctrico está caracterizado por el hecho de que la base está conectada a un módulo de mando y de protección de ese tipo.

Surgirán otras características y ventajas en la descripción detallada que sigue con referencia al modo de realización dado a título de ejemplo y representado en los dibujos adjuntos en los que:

-la figura 1 representa un esquema funcional de un módulo de mando y de protección de acuerdo con la invención,

-la figura 2 muestra una estructura simplificada de un módulo de mando y de protección montado sobre la base de un aparato interruptor,

-la figura 3 retoma la figura 2 con el botón de mando manual en otra posición.

Con referencia a la figura 2, un aparato interruptor multipolar del tipo contactor-disyuntor, contactor-disyuntor inversor o arrancador, comprende una base 50 a la que puede llegar a conectarse eléctricamente un módulo 10 de mando y de protección intercambiable y amovible. La base 50 presenta en su parte posterior unos medios clásicos 57 de fijación o soporte, tal como a un carril normalizado o una placa de montaje, y aloja unos polos de potencia dotados de contactos fijos aguas arriba y abajo entre unos contactos móviles 52. Los contactos fijos aguas arriba están conectados a unas líneas 53 de corriente aguas arriba (líneas de origen) que establecen la continuidad eléctrica entre la red eléctrica y los polos del aparato interruptor. Los contactos fijos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Módulo (10) de mando y de protección para un aparato interruptor multipolar de baja tensión destinado al mando y la protección de una carga eléctrica, comprendiendo el aparato interruptor una base (50) que integra unas líneas (53, 54) de corriente provistas de contactos fijos y móviles, un electroimán (41) de mando y un disparador (42) adecuados para actuar sobre dichos contactos móviles (52) para abrir o cerrar los polos de potencia, comprendiendo el módulo (10) de mando y de protección, en una caja conectada de manera amovible a la base (50) :

-unos sensores (11, 12, 13) de corriente que miden la intensidad de la corriente que atraviesa dichas líneas (54) de corriente, -una tarjeta electrónica (20) dotada de una unidad (30) de procesamiento y que comprende un dispositivo electrónico (31) de mando y un dispositivo electrónico (32) de protección encargados de accionar respectivamente, a través de una regleta (21) de bornes de control, el electroimán (41) de mando y el disparador

(42) en respuesta respectivamente a una señal (310) de mando y a una señal (320) de disparo emitidas por la unidad (30) de procesamiento,

caracterizado por el hecho de que la unidad (30) de procesamiento es susceptible de suprimir la señal (310) de mando del electroimán (41) en caso de mal funcionamiento del dispositivo (32) de protección.

2. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 1, en el que el dispositivo electrónico (32) de protección comprende unos medios (34) de almacenamiento de energía que permiten almacenar una energía eléctrica al menos igual a un nivel suficiente para accionar el disparador (42) , caracterizado por el hecho de que la unidad

(30) de procesamiento suprime la señal (310) de mando del electroimán (41) cuando la energía eléctrica almacenada en los medios (34) de almacenamiento es inferior a dicho nivel.

3. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la unidad (30) de procesamiento verifica que la energía eléctrica almacenada en los medios (34) de almacenamiento es superior o igual a dicho nivel suficiente para accionar el disparador (42) , antes de emitir una señal (310) de mando.

4. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la unidad (30) de procesamiento suprime la señal (310) de mando del electroimán (41) cuando se detecta un defecto de conexión entre el dispositivo electrónico (32) de protección y el disparador (42) .

5. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que durante la detección de un defecto térmico, la unidad (30) de procesamiento suprime la señal (310) de mando del electroimán (41) , sin emitir la señal (320) de disparo del disparador (42) .

6. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la tarjeta electrónica (20) está dispuesta de manera que reciba directamente los sensores (11, 12, 13) de corriente, la regleta de bornes (21) de control y unos medios (14) de diálogo con el operador situados en la cara delantera de la caja.

7. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la tarjeta electrónica (20) está dispuesta de manera que recibe directamente un conector (24) de comunicación que permite realizar la comunicación del módulo (10) de mando y de protección con un accesorio (44) del aparato interruptor.

8. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que los medios (14) de diálogo con el operador comprenden un órgano de selección de un parámetro (IR) de regulación único y por elhecho de que la unidad (30) de procesamiento posee unos medios de cálculo para determinar, a partir de dicho parámetro (IR) de regulación, un valor de umbral de disparo con defecto térmico y un valor de umbral de disparo con defecto magnético.

9. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 1, cuyos sensores (11, 12, 13) de corriente están conectados en serie con las líneas (50) de corriente de la base mediante una regleta (22) de bornes de potencia, caracterizado por el hecho de que la regleta (21) de bornes de control y la regleta (22) de bornes de potencia están orientadas hacia la parte posterior de la caja según una misma dirección (X) correspondiente al eje de inserción y de extracción del módulo (10) en la base (50) del aparato interruptor.

10. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que, durante la desconexión del módulo (10) de mando y de protección con la base (50) del aparato interruptor, la regleta (21) de bornes de control se desconecta de la base (50) antes de la regleta (22) de bornes de potencia.

11. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el dispositivo electrónico (31) de mando recibe de la base (50) una señal (312) de identificación del electroimán (41) a través de la regleta (21) de bornes de control.

12. Módulo de mando y de protección según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que el dispositivo electrónico (31) de mando utiliza la señal (312) de identificación para adaptar el valor de la intensidad de la corriente enviada para el mando del electroimán (41) .

13. Aparato eléctrico interruptor multipolar destinado al mando y la protección de una carga eléctrica, que comprende una base (50) que integra unas líneas (53, 54) de corriente provistas de contactos fijos y móviles, un electroimán (41) de mando y un disparador (42) adecuados para actuar sobre dichos contactos móviles (52) , caracterizado por el hecho de que la base (50) está conectada a un módulo (10) de mando y de protección según una de las reivindicaciones precedentes.


 

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