Actuador electromagnético con funcionamiento optimizado y aparato eléctrico interruptor que incorpora tal actuador.

Actuador electromagnético (1) que incorpora:

- una armadura móvil (11) gobernada en su movimiento entre una posición de apertura y una posición de cierre,

conrelación a una culata fija (10) con el concurso de una bobina de mando (3) alimentada mediante una corriente demando (i(t)),

- unos medios de detección (6) de la separación de la armadura móvil (11) con relación a la culata fija (10) queincorporan una fuente de alimentación (S), un interruptor conmutado en un cambio de posición de la armadura móvil(11) con relación a la culata fija (10) y unos medios de detección (60) del estado del interruptor;

actuador caracterizado porque el interruptor de los medios de detección (6) está realizado sobre el actuador (1),mediante contacto o separación entre la armadura móvil (11) y la culata fija (10) del actuador (1), estando realizadala culata fija (10) en dos partes conductoras (10A, 10B) unidas respectivamente al circuito eléctrico de detección (6)y separadas entre sí por un aislante eléctrico (14), a la vez que el contacto de la armadura móvil (11) con la culatafija (10) en posición cerrada crea un enlace eléctrico entre las dos partes conductoras de la culata fija (10).

Actuador electromagnético con funcionamiento optimizado y aparato eléctrico interruptor que incorpora tal actuador

ÁMBITO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención está relacionada con un actuador electromagnético que incorpora una armadura móvil gobernada en su movimiento entre dos posiciones, una posición de apertura y una posición de cierre, con relación a una culata fija con el concurso de una bobina de mando alimentada mediante una corriente de mando. Unos medios de detección de la separación de la armadura móvil con relación a la culata fija que incorporan una fuente de alimentación, un interruptor conmutado en un cambio de posición de la armadura móvil con relación a la culata fija y unos medios de detección del estado del interruptor y de envío de una señal de mando cuando el interruptor es llevado al estado abierto.

La invención también está relacionada con un aparato eléctrico interruptor con funcionamiento optimizado que comprende un actuador electromagnético.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Se recuerda que un aparato eléctrico interruptor de tipo contactor, por ejemplo de tipo tripolar, incorpora un actuador electromagnético dotado de una bobina de mando, de una culata fija y de una armadura móvil. Cuando se inyecta en la bobina de mando una corriente suficiente, la armadura móvil se desplaza en dirección a la culata fija en antagonismo con un muelle de recuperación. El aparato incorpora además un órgano móvil que, movilizado por el actuador, es portador por cada polo de al menos un contacto móvil apto para desplazarse con relación a un contacto fijo entre un estado abierto y un estado cerrado en virtud del actuador. En estado cerrado, cada contacto móvil, asistido por un muelle de polo, queda aplastado contra el correspondiente contacto fijo.

Se conoce por la patente EP0694937B1 un procedimiento para estimar la vida útil remanente de los contactos fijo y móvil de un aparato de conmutación de tipo contactor. Ese procedimiento consiste en utilizar la correlación entre la modificación de la presión entre los contactos durante la operación de apertura y la vida útil remanente del aparato de conmutación. Para ello, la patente consiste en medir el tiempo que media entre el inicio de la apertura de la armadura móvil del actuador y el inicio de la apertura entre los contactos, es decir, el tiempo de desplazamiento con la apertura de la armadura móvil con relación a la culata fija, y en convertirlo en vida útil remanente de los contactos. El tiempo medido es dependiente de varios parámetros, en particular del recorrido de aplastamiento de los contactos móviles contra los contactos fijos, realizado con el concurso de los muelles de polo, y de la presión de contacto ejercida en virtud de la corriente inyectada en la bobina. Este planteamiento que estriba en la medida de ese tiempo es dependiente por lo tanto de muchos parámetros diferentes, lo cual puede alterar su fiabilidad y complicar las modalidades de cálculo de la vida útil remanente del aparato.

Otro procedimiento, según se describe en particular en la solicitud de patente de la firma solicitante titulada: «Appareil électrique interrupteur à fonctionnement optimisé» (Aparato eléctrico interruptor con funcionamiento optimizado) , comprende unas etapas de:

- detección de la separación de la armadura móvil con relación a la culata fija,

- medición de la corriente de mando que pasa por la bobina de mando en la separación de la armadura móvil con relación a la culata fija,

- tratamiento de la corriente de mando medida a efectos de gobernar el aparato o de efectuar un diagnóstico del aparato.

Los medios de detección de la separación de la armadura móvil con relación a la culata fija incorporan un circuito eléctrico de detección compuesto por una fuente de alimentación, un interruptor conmutado en un cambio de posición de la armadura móvil con relación a la culata fija y unos medios de detección del estado del interruptor y de envío de una señal de mando cuando el interruptor es llevado al estado abierto. De acuerdo con una variante descrita, el interruptor está realizado sobre el actuador, mediante contacto o separación entre la armadura móvil y la culata fija del actuador. El hecho de utilizar el actuador como contacto, uniendo cada una de las partes del actuador con un hilo eléctrico (un hilo sobre la parte fija, un hilo sobre la parte móvil) da origen a una fragilidad de los medios de detección. En efecto, al tener que realizar el actuador varios millones de ciclos de apertura y de cierre, en la parte móvil se presenta un problema de fiabilidad debido al hilo.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención trata por tanto de subsanar los inconvenientes del estado de la técnica, en orden a proponer un actuador electromagnético que incorpora unos medios fiables de detección de la separación.

El interruptor de los medios de detección del actuador electromagnético según la invención está realizado sobre el actuador, mediante contacto o separación entre la armadura móvil y la culata fija del actuador, estando realizada la culata fija en dos partes conductoras unidas respectivamente al circuito eléctrico de detección y separadas entre sí por un aislante eléctrico. El contacto de la armadura móvil con la culata fija en posición cerrada crea un enlace eléctrico entre las dos partes conductoras de la culata fija.

De acuerdo con una primera forma de desarrollo de la invención, la culata magnética incorpora una sección en forma de E que, discurriendo según un plano longitudinal medio, incorpora dos ramas externas, al menos una rama central y una armadura transversal solidarizada a un primer extremo de las ramas externas y central, quedando posicionado el aislante eléctrico en orden a segregar la culata fija en dos partes que incorporan respectivamente una sección en forma de E que discurre según el plano longitudinal medio.

De acuerdo con una primera forma de desarrollo de la invención, la culata magnética incorpora una sección en forma de E que, discurriendo según un plano longitudinal medio, incorpora dos ramas externas, al menos una rama central y una armadura transversal solidarizada a un primer extremo de las ramas externas y central, quedando posicionado el aislante eléctrico en orden a segregar la culata fija en dos partes conductoras que incorporan respectivamente una de las dos ramas externas y al menos una parte de la rama central.

Preferentemente, el aislante eléctrico se posiciona en orden a segregar la culata fija en dos partes conductoras simétricas y que incorporan respectivamente una de las dos ramas externas y una mitad de la rama central.

Preferentemente, el actuador electromagnético incorpora unos medios de medida de la corriente de mando que pasa por la bobina de mando en la separación de la armadura móvil con relación a la culata fija, unos medios de tratamiento de la corriente de mando medida a efectos de gobernar el aparato para optimizar su consumo de energía

o de efectuar un diagnóstico del aparato. El actuador también incorpora unos medios de mando para hacer variar la corriente de mando inyectada en la bobina de mando.

Ventajosamente, los medios de medida de la corriente de mando que pasa por la bobina de mando en la separación de la armadura móvil con relación a la culata fija se ponen en práctica en una fase de retención del contacto móvil en su estado de cerrado con relación al contacto fijo.

Ventajosamente, los medios de medida de la corriente de mando que pasa por la bobina de mando en la separación de la armadura móvil con relación a la culata fija se ponen en práctica en una fase de apertura del contacto móvil con relación al contacto fijo.

Ventajosamente, los medios de tratamiento incorporan unos medios de determinación de un nivel de desgaste de los contactos fijos y móviles a partir de la corriente de mando medida en la separación de la armadura móvil con relación a la culata fija.

Ventajosamente, los medios de tratamiento incorporan unos medios para determinar una óptima corriente de mando que ha de aplicarse a la bobina de mando para la retención de la armadura móvil en posición de cierre e incorporan unos medios para determinar una corriente de mando que ha de aplicarse a la bobina de mando y que permite hacer volver la armadura móvil a la posición de cierre después... [Seguir leyendo]

1. Actuador electromagnético (1) que incorpora:

- una armadura móvil (11) gobernada en su movimiento entre una posición de apertura y una posición de cierre, con relación a una culata fija (10) con el concurso de una bobina de mando (3) alimentada mediante una corriente de mando (i (t) ) ,

- unos medios de detección (6) de la separación de la armadura móvil (11) con relación a la culata fija (10) que incorporan una fuente de alimentación (S) , un interruptor conmutado en un cambio de posición de la armadura móvil

(11) con relación a la culata fija (10) y unos medios de detección (60) del estado del interruptor;

actuador caracterizado porque el interruptor de los medios de detección (6) está realizado sobre el actuador (1) , mediante contacto o separación entre la armadura móvil (11) y la culata fija (10) del actuador (1) , estando realizada la culata fija (10) en dos partes conductoras (10A, 10B) unidas respectivamente al circuito eléctrico de detección (6) y separadas entre sí por un aislante eléctrico (14) , a la vez que el contacto de la armadura móvil (11) con la culata fija (10) en posición cerrada crea un enlace eléctrico entre las dos partes conductoras de la culata fija (10) .

2. Actuador electromagnético según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de detección

(6) de la separación de la armadura móvil (11) incorporan unos medios de envío de una señal de mando (Sig) cuando el interruptor es llevado al estado abierto.

3. Actuador electromagnético según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la culata magnética (10) incorpora una sección en forma de E que, discurriendo según un plano longitudinal medio (XY) , incorpora dos ramas externas (12) , al menos una rama central (13) y una armadura transversal solidarizada a un primer extremo de las ramas externas (12) y central (13) , quedando posicionado el aislante eléctrico (14) en orden a segregar la culata fija en dos partes que incorporan respectivamente una sección en forma de E que discurre según el plano longitudinal medio (XY) .

4. Actuador electromagnético según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la culata magnética (10) incorpora una sección en forma de E que, discurriendo según un plano longitudinal medio (XY) , incorpora dos ramas externas (12) , al menos una rama central (13) y una armadura transversal solidarizada a un primer extremo de las ramas externas y central, quedando posicionado el aislante eléctrico (14) en orden a segregar la culata fija (10) en dos partes conductoras (10A, 10B) que incorporan respectivamente una de las dos ramas externas (12) y al menos una parte de la rama central (13) .

5. Actuador electromagnético según la reivindicación 4, caracterizado porque el aislante eléctrico (14) se posiciona en orden a segregar la culata fija (10) en dos partes conductoras (10A, 10B) simétricas y que incorporan respectivamente una de las dos ramas externas (12) y una mitad de la rama central (13) .

6. Actuador electromagnético según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque incorpora:

- unos medios de medida (7) de la corriente de mando que pasa por la bobina de mando (3) en la separación de la armadura móvil (11) con relación a la culata fija (10) ,

- unos medios de tratamiento (8) de la corriente de mando medida (i1) a efectos de gobernar el aparato para optimizar su consumo de energía o de efectuar un diagnóstico del aparato,

- unos medios de mando (9) para hacer variar la corriente de mando (i (t) ) inyectada en la bobina de mando (3) .

7. Actuador electromagnético según la reivindicación 6, caracterizado porque los medios de medida (7) de la corriente de mando i (t) ) que pasa por la bobina de mando (3) en la separación de la armadura móvil (11) con relación a la culata fija (10) se ponen en práctica en una fase de retención del contacto móvil (21) en su estado de cerrado con relación al contacto fijo (20) .

8. Actuador electromagnético según la reivindicación 6, caracterizado porque los medios de medida (7) de la corriente de mando (i (t) ) que pasa por la bobina de mando (3) en la separación de la armadura móvil (11) con relación a la culata fija (10) se ponen en práctica en una fase de apertura del contacto móvil (21) con relación al contacto fijo (20) .

9. Actuador electromagnético según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque los medios de tratamiento (8) incorporan unos medios de determinación de un nivel de desgaste de los contactos fijos y móviles

a partir de la corriente de mando medida (i1) en la separación de la armadura móvil (11) con relación a la culata fija (10) .

10. Actuador electromagnético según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque los medios 5 de tratamiento (8) incorporan

- unos medios para determinar una óptima corriente de mando que ha de aplicarse a la bobina de mando (3) para la retención de la armadura móvil (11) en posición de cierre;

-unos medios para determinar una corriente de mando que ha de aplicarse a la bobina de mando y que permite hacer volver la armadura móvil (11) a la posición de cierre después de una apertura fortuita de la armadura móvil (11) .

11. Aparato eléctrico interruptor que incorpora un actuador electromagnético según las anteriores

reivindicaciones, caracterizado por incorporar un órgano móvil portador de al menos un contacto móvil (21) apto para desplazarse entre dos estados, un estado abierto y un estado cerrado, con relación a un contacto fijo (20) para gobernar un circuito eléctrico, siendo el órgano móvil solidario de la armadura móvil (11) .