Contactor para un funcionamiento con corriente continua y corriente alterna.

Contactor (1) para un funcionamiento con corriente continua y corriente alterna con al menos dos puntos de contacto (2,

3) con un contacto fijo (4, 5) y un contacto móvil (6, 7), en el que los contactos móviles (6, 7) están dispuestos sobre un puente de contacto (8) y adyacente a cada punto de contacto (2, 3) está dispuesto al menos un imán permanente (13, 14) para la generación de un campo soplado magnético permanente, y al menos una bobina (17, 18) dispuesta adyacente a cada punto de contacto (2, 3) para la generación de un campo soplado electromagnético, para el soplado de un arco eléctrico (15, 16) que se origina durante la abertura de los puntos de contacto (2, 3) a al menos un dispositivo de extinción (24), en el que los imanes permanentes (13, 14) asociados a los dos contactos (2, 3) están polarizados en dirección opuesta, caracterizado porque el contactor (1) comprende dos bobinas (17, 18) que están dispuestos adyacentes a los imanes permanentes (13, 14).

Contactor para un funcionamiento con corriente continua y corriente alterna La invención se refiere a un contactor para un funcionamiento con corriente continua y corriente alterna según el preámbulo de la reivindicación 1 independiente.

Por el estado de la técnica se conocen contactores, con al menos dos puntos de contacto, con un contacto fijo y un contacto móvil, estando dispuestos los contactos móviles sobre un puente de contacto y estando dispuesto adyacente a cada punto de contacto al menos un imán permanente para la generación de un campo soplado magnético permanente y al menos una bobina dispuesta adyacente a cada punto de contacto para la generación de un campo soplado electromagnético, para el soplado de un arco eléctrico o arco voltaico que se origina durante la abertura de los puntos de contacto en al menos un dispositivo de extinción.

Contactores semejantes se usan, por ejemplo, en la explotación ferroviaria para la conmutación de cargas y para la interrupción de circuitos con grandes corrientes o tensiones elevadas. En el proceso de conmutación, es decir durante la abertura de los puntos de contacto, se origina un arco eléctrico entre el contacto fijo y el contacto móvil. Debido a este arco eléctrico se mantiene el flujo de corriente entre los contactos. Además, debido al arco eléctrico se libera una gran cantidad de calor que lleva a la calcinación de los contactos y por consiguiente reduce la vida útil del contactor. Además, toda la zona del aparato afectada por la influencia del arco eléctrico se solicita térmicamente de forma muy intensa. Por ello se necesita una extinción rápida del arco eléctrico.

Según el caso de aplicación se conocen distintos métodos para la extinción del arco eléctrico: un contactor para el uso en el funcionamiento con corriente continua con dirección de la corriente constante presenta habitualmente campos soplados magnéticos permanentes que están dispuestos de modo que su dirección de campo discurre perpendicularmente al arco eléctrico. Los campos soplados ejercen una fuerza, la fuerza de Lorenz, sobre los arcos eléctricos, a través de la que se conduce el arco eléctrico en la dirección de un dispositivo de extinción.

Para el funcionamiento con corriente continua bidireccional, según se conoce por ejemplo en la recuperación del sector del tranvía o en ICEs con varios pantógrafos activos alternativamente, y para el funcionamiento con corriente alterna no se pueden usar campos magnéticos permanentes puros debido a la dirección de la corriente cambiante de los arcos eléctricos. En estos sectores es habitual por ello el uso de así denominadas bobinas de soplado, que generan un campo soplado electromagnético cuya dirección de campo se determina por la dirección de la corriente.

De este modo independientemente de la dirección de la corriente se obtiene en cualquier caso un efecto de fuerza dirigido correctamente sobre el arco eléctrico.

El uso de bobinas conlleva sin embargo una serie de desventajas. Si la bobina se atraviesa de forma permanente por corrientes elevadas, según son habituales en el sector ferroviario, entonces aparece un fuerte calentamiento. Por ello se conoce activar la bobina sólo en el momento de la desconexión. No obstante, la bobina crea el campo soplado electromagnético con un retardo temporal (función exponencial) , por lo que se alarga el tiempo de permanencia del arco eléctrico en la zona de contacto del contactor.

En el caso de corrientes pequeñas, por el contrario sólo se constituye un campo soplado pequeño por la bobina. Por ello puede ocurrir que el campo soplado no sea suficiente para conducir el arco eléctrico al dispositivo de extinción y ocasionar una extinción (rango de corriente crítico) .

Por el documento DE 298 23 717 U1 se conoce un interruptor con interrupción sencilla, en el que se combinan un imán permanente y una bobina para la generación de un campo soplado. El punto de contacto o interrupción del interruptor comprende un contacto fijo que está conectado con una primera línea y un contacto móvil que está conectado con una segunda línea a través de un cordón conductor. En la zona del punto de contacto están dispuestos un imán permanente y una bobina de soplado, estando conectada la bobina de soplada con la misma línea que el contacto móvil. Durante la abertura del punto de contacto se mueve el contacto móvil en un patín que está conectado de forma eléctricamente conductor con la bobina. El arco eléctrico originado se sopla en la dirección del patín a través del campo soplado generado por el imán permanente y salta sobre éste. Dado que el patín está conectado de forma eléctricamente conductora con la bobina, de este modo se activa la bobina. La bobina constituye entonces un campo soplado electromagnético que sopla el arco eléctrico a un dispositivo de extinción del arco eléctrico.

En este interruptor es desventajoso que el contacto móvil se deba conectar con la línea gracias a un cordón conductor flexible y presenta un gran recorrido de abertura. Además, el patín presenta una geometría compleja y debe rodear el contacto móvil en al menos dos lados opuestos.

En el documento DE 1 962 559 se describe un dispositivo de extinción del arco eléctrico para conmutadores con doble interrupción. El dispositivo de extinción del arco eléctrico se usa para conmutadores de corriente continua que comprenden un puente de contacto con contactos móviles dispuestos sobre éste. Los contactos móviles cooperan con los contactos fijos y configuran dos puntos de contacto. El puente de contacto está rodeado en sus lados frontales, en los que están dispuestos los puntos de contacto, por partes configuradas en forma de U de chapas deflectoras del arco eléctrico. Las chapas deflectoras del arco eléctrico están aisladas del puente de contacto y dispuestas de forma fija en el dispositivo de extinción. Entre las chapas deflectoras del arco eléctrico se sitúa una bobina de soplado que está conectada de forma eléctricamente conductora con las chapas deflectoras del arco eléctrico. En los lados frontales del puente de contacto está dispuesto al menos un imán permanente que genera un campo soplado magnético permanente. Durante la conmutación, es decir durante la abertura de los puntos de contacto, en los dos puntos de contacto se originan arcos eléctricos que se soplan por el campo soplado magnético permanente sobre los brazos de las partes configuradas en forma de U de las chapas deflectoras del arco eléctrico. Dado que el campo soplado magnético permanente está polarizado en la misma dirección en ambos puntos de contacto, los arcos eléctricos se desvían sobre los brazos, dispuestos en lados opuestos del puente de contacto, de las partes configuradas en forma de U de las chapas deflectoras del arco eléctrico. Si los arcos eléctricos han saltado sobre las chapas deflectoras del arco eléctrico, entonces se pone en funcionamiento la bobina de soplado que genera un campo soplado electromagnético que conduce el arco eléctrico a una disposición de cuña de extinción. El dispositivo de extinción del arco eléctrico se debe cambiar para poder usar el conmutador también en un funcionamiento con corriente alterna.

Por ello el objetivo de la presente invención es proporcionar un contactor que se pueda utilizar para el funcionamiento con corriente continua, funcionamiento con corriente continua bidireccional y con corriente alterna y provoque una extinción rápida del arco eléctrico excluyendo un rango de corriente crítica. En este caso se debe tener en cuenta una estructura sencilla constructivamente y por consiguiente una fabricación económica.

El objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1 independiente.

Mediante los imanes permanentes se generan campos soplados magnéticos permanentes en la zona de los dos puntos de contacto, que están polarizados en direcciones contrarias. Es decir, sobre los dos arcos eléctricos que se originan durante la abertura de los puntos de contacto actúan inmediatamente campos soplados magnéticos permanentes. Dado que la dirección de la corriente del arco eléctrico en el primer punto de contacto está opuesta a la dirección de la corriente del arco eléctrico en el segundo punto de contacto, los dos arcos eléctricos se conducen por los dos campos soplados magnéticos permanentes en la misma dirección. Por consiguiente se consigue que independientemente de la dirección de la corriente siempre se sople uno de los arcos eléctricos por los campos soplados magnéticos permanentes en la dirección de las zonas de soplado electromagnéticas y del dispositivo de extinción del arco eléctrico.

Dado que están previstos dos contactos móviles, sólo es... [Seguir leyendo]

1. Contactor (1) para un funcionamiento con corriente continua y corriente alterna con al menos dos puntos de contacto (2, 3) con un contacto fijo (4, 5) y un contacto móvil (6, 7) , en el que los contactos móviles (6, 7) están dispuestos sobre un puente de contacto (8) y adyacente a cada punto de contacto (2, 3) está dispuesto al menos un imán permanente (13, 14) para la generación de un campo soplado magnético permanente, y al menos una bobina (17, 18) dispuesta adyacente a cada punto de contacto (2, 3) para la generación de un campo soplado electromagnético, para el soplado de un arco eléctrico (15, 16) que se origina durante la abertura de los puntos de contacto (2, 3) a al menos un dispositivo de extinción (24) , en el que los imanes permanentes (13, 14) asociados a los dos contactos (2, 3) están polarizados en dirección opuesta, caracterizado porque el contactor (1) comprende dos bobinas (17, 18) que están dispuestos adyacentes a los imanes permanentes (13, 14) .

2. Contactor (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque adyacente a cada punto de contacto (2, 3) y aislada de los contactos fijos (4, 5) está dispuesta cada vez una chapa deflectora del arco eléctrico (9, 10) y la bobina (17, 18) correspondiente está conectada de forma eléctricamente conductora con el contacto fijo (4, 5) correspondiente y la chapa deflector del arco eléctrico (9, 10) correspondiente.

3. Contactor (1) según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque a los imanes permanentes (13, 14) se les asocian chapas polares (20, 21) dispuestas adyacentes a los puntos de contacto (2, 3) .

4. Contactor (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque a las bobinas (17, 18) se les asocian las chapas polares (22, 23) y estas chapas polares (22, 23) están dispuestas adyacentes a las chapas deflectoras del arco eléctrico (9, 10) .

5. Contactor (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque un dispositivo de extinción (24) está dispuesto justamente adyacente a las chapas deflectoras del arco eléctrico (9, 10) .

6. Contactor (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los dos campos soplados generados por los imanes permanentes (13, 14) , que discurren en dirección opuesta uno respecto a otro, discurren perpendicularmente a la extensión longitudinal del puente de contactos (8) y perpendicularmente a la dirección de movimiento del puente de contacto (8) .