ES2259536B1 - Interruptor electronico que incorpora un rele y cuyo sistema de alimentacion esta en serie con la carga. - Google Patents
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Abstract
Interruptor electrónico que incorpora un relé y cuyo sistema de alimentación está en serie con la carga. Comprende un bloque (B) provisto de una entrada conectable al conductor de fase (F) o al de neutro (N) de manera indistinta y de una salida aplicable a la carga (C) que, a su vez, se conecta al neutro (N) o a fase (F) respectivamente, y que contiene: -un relé (R) de conmutación mono o biestable; -un sistema (SCC) para el control de la conmutación del relé (R), aplicado a una bobina (BR) de reactivación del propio relé y activado oportunamente por señales de mando (EEC) generadas por un dispositivo externo (M) y transmitidas por una línea entrante (SEEC); -un almacén y fuente de energía (E) con dos tipos de entrada, la primera formada por los conductores internos FASE Y CARGA, y la segunda formada por los conductores AS1 y AS2 las cuales forman el secundario (S) de un transformador TR, alimentando, a su vez al sistema de control de la conmutación (SCC). El interruptor incorpora un contacto semiconductor (CP).
Description
Interruptor electrónico que incorpora un relé y
cuyo sistema de alimentación está en serie con la carga.
La presente invención se refiere a un
interruptor electrónico que incorpora un relé y un sistema de
alimentación en serie con la carga.
Es el del sector electrotécnico de la
distribución de corriente, especialmente del suministro de
corriente de alta intensidad a una carga.
Son conocidos los circuitos de alimentación
eléctrica de cargas con empleo de interruptores electrónicos. Estos
últimos son principalmente de dos clases:
- a)
- los que tienen su salida de relé o que incluyen un relé; y
- b)
- los que tienen salida de semiconductor, incorporando dispositivos como TRIACs, IGBT o similares.
En los documentos JP 60 119.128, DE 19 917.214 y
GB 2.284.100 se describen, además, realizaciones especiales que
combinan ambos elementos de las dos clases anteriores de
conmutadores.
Los interruptores con salida conmutada por un
relé suelen tener una capacidad nominal de conducción eléctrica
alta y una considerable capacidad de conducción térmica, pero
necesitan un sistema de alimentación autónomo en paralelo con la
carga, lo cual significa, a efectos prácticos, una instalación a
tres
hilos.
hilos.
Los interruptores electrónicos con salida de
semiconductor tienen sólo dos terminales y la instalación es a dos
hilos, pudiendo conectarse simplemente en serie con la alimentación
de la carga. Pero su potencia nominal es relativamente baja en
referencia a los anteriores.
Este segundo tipo de interruptor electrónico
extrae la energía necesaria para su funcionamiento de un sistema de
alimentación en serie con la carga.
Vistas las diferencias que distinguen ambas
clases de dispositivos electrónicos, se comprende que un
interruptor mecánico tradicional (2 terminales) no pueda ser
substituido por un interruptor con salida de relé, por causa de la
instalación a tres hilos, ni puede sersubstituido por un interruptor
con salida de semiconductor, a dos hilos, si la potencia a
controlar no es muy alta.
Con objeto de disponer de un sistema para la
alimentación de cargas importantes con empleo equivalente a un
interruptor electrónico de semiconductor con dos terminales
(montado en serie) pero en condiciones comparables a las del uso de
un sistema de tres hilos, se ha diseñado el dispositivo que se
describirá y que permite alcanzar eficazmente el resultado
mencionado.
Se trata de un circuito que comprende un relé de
conmutación controlada, gobernado por una señal de mando generada
por un dispositivo exterior, y que incluye una fuente de energía
proporcionada por la circulación de corriente de alimentación de la
carga.
Para facilitar la explicación, se acompaña la
presente descripción de unos dibujos en los que se ha representado
los antecedentes y un caso de realización de un interruptor
electrónico con relé y con un sistema de alimentación en serie con
la carga, según los principios que se exponen en las
reivindicaciones.
La figura 1 es un esquema de bloques funcional
de la instalación tradicional de los dos tipos de interruptor
electrónico según el anterior estado de la técnica; y
La figura 2 es un esquema de bloques funcional
de un interruptor que incorpora un relé con un sistema de
alimentación en serie, según la presente invención.
Los elementos designados con letras en los
dibujos corresponden a las partes indicadas a continuación.
En los esquemas de la figura 1, según
disposiciones conocidas, el primer dibujo representa la
alimentación de una carga C en un circuito monofásico (fase F y
neutro N) con empleo de un interruptor electrónico IR con relé (por
ejemplo, un relé electromecánico) que requiere tres hilos.
El segundo dibujo de la figura 1 representa la
alimentación de la carga C con empleo de un interruptor electrónico
IS de semiconductores (tales como TRIACs) que requiere dos hilos y
dispone de un sistema de alimentación en serie con la carga.
En la figura 2, según la invención, se
representa el bloque B que equivale al relé IS del segundo caso
anterior en cuanto se refiere al método de conexión, con una
entrada aplicada al conductor de fase F y una salida aplicada a la
carga C. Esta última se une por otra parte al conductor de neutro
N.
El bloque B comprende característicamente un
relé R de conmutación, que consta de un contacto interno CR que va
montado en paralelo con un contacto CP, de naturaleza
semiconductora, el cual está intercalado en el circuito de la
carga.
El accionamiento del relé R se efectúa mediante
un sistema de control de la conmutación (SCC), que actúa sobre una
bobina BR de activación incluida en el propio relé R.
El accionamiento y control del contacto
semiconductor CP se efectúa mediante el sistema de control de la
conmutación (SCC).
Dicho sistema de control de la conmutación (SCC)
se gobierna desde el exterior del bloque B mediante señales de
mando EEC generadas por el dispositivo de entrada M y conducidas
por la línea SEEC.
El interruptor electrónico constituido por el
relé R, el contacto semiconductor CP y su sistema de control de la
conmutación SCC, obtiene la energía necesaria para su
funcionamiento a partir de un dispositivo de almacenamiento y
fuente de energía E. Éste presenta dos tipos de entrada, la primera
formada por los conductores internos FASE y CARGA, y la segunda
formada por los conductores AS1 y AS2, las cuales forman el
secundario (S) de un transformador TR, alimentando, a su vez, la
salida de dicho almacén y fuente de energía (E) al aludido sistema
de control de la conmutación (SCC) a través de unos conductores de
tensión de alimentación (Vs) y de referencia
(Ref).
(Ref).
A continuación se describirán los procesos
gracias a los cuales el interruptor electrónico de la invención se
alimenta en cada una de las situaciones en las que el dispositivo de
conmutación puede encontrarse, a saber, abierto o cerrado.
El interruptor extrae la energía necesaria para
su funcionamiento del dispositivo de almacenamiento y fuente de
energía E, de configuración convencional (análogo al utilizado por
los interruptores electrónicos con salida semiconductora). La
alimentación de la carga se verifica mediante entrada (FASE) unida
al conductor de fase (F) y de la entrada CARGA unida a un terminal
de la carga (C).
La energía necesaria para el interruptor se
obtiene mediante el conjunto de transformador TR cuyo primario P se
halla conectado en serie con el paralelo de los contactos CP y CR y
con la línea de alimentación de la carga C. El paso de corriente
por dicho primario provoca una variación del flujo magnético en el
núcleo del acoplamiento primario/secundario de TR que, a su vez, da
lugar, como consecuencia, a una tensión en los bornes AS1 y AS2 del
secundario S.
Dicha tensión es de naturaleza alterna y está
aplicada a la entrada del dispositivo E de almacenamiento y fuente
de energía. El conjunto formado por TR y E es capaz de generar y
almacenar la energía suficiente para la alimentación del sistema de
control de la conmutación (SCC) y para la realización de la
conmutación del par formado por el contacto paralelo CP (de
naturaleza semiconductora) y el relé R.
Esa conmutación lleva al conjunto a una
situación de circuito abierto en la que el dispositivo se
alimentaría según lo dicho en el párrafo anterior.
El relé R puede ser monoestable o biestable.
Descrito suficientemente el objeto de la
presente invención, debe indicarse que toda variación en
dimensiones, formas, aspecto y decorado exterior, así como tipos de
materiales empleados en la realización práctica del interruptor
electrónico que incorpora un relé, en nada alterarán la
esencialidad de la invención, que queda resumida en las
reivindicaciones que siguen.
Claims (4)
1. Interruptor electrónico que incorpora un relé
y cuyo sistema de alimentación está en serie con la carga,
destinado a la conmutación de corrientes de alta intensidad sobre
dicha carga, caracterizado por comprender un bloque (B)
provisto de una entrada conectable al conductor de fase (F) o al de
neutro (N) de manera indistinta y de una salida aplicable a la
carga (C) que, a su vez, se conecta al neutro (N) o a fase (F)
respectivamente, y que contiene:
- -
- un relé (R) de conmutación mono o biestable, que incluye un contacto interno (CR);
- -
- un sistema (SCC) para el control de la conmutación del relé (R), aplicado a una bobina (BR) de reactivación del propio relé y activado oportunamente por señales de mando (EEC) generadas por un dispositivo externo (M) y transmitidas por una línea entrante (SEEC);
- -
- un almacén y fuente de energía (E) con dos tipos de entrada, la primera formada por los conductores internos FASE y CARGA, y la segunda formada por los conductores AS 1 y AS2 las cuales forman el secundario (S) de un transformador TR, alimentando, a su vez, la salida de este almacén y fuente de energía (E) al sistema de control de la conmutación (SCC) a través de unos conductores de tensión de alimentación (Vs) y de referencia (Ref).
2. Interruptor electrónico según la
reivindicación 1, caracterizado porque, en derivación con el
contacto interno CR del relé (R), el interruptor incorpora un
contacto semiconductor (CP) gobernado y controlado por el sistema de
control de conmutación
(SCC).
(SCC).
3. Interruptor electrónico según las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque, en estado de
circuito abierto para el circuito formado por fase (F), el bloque
B, carga (C) y el conductor neutro (N), el interruptor (B) extrae la
energía necesaria para su funcionamiento del almacén y fuente de
energía (E) formado por dispositivos semiconductores y provisto,
para este caso de circuito abierto, de la entrada (FASE) unida al
conductor de fase (F) y de la entrada CARGA unida a un terminal de
la carga
(C).
(C).
4. Interruptor electrónico según las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque, en estado de
circuito cerrado para el circuito formado por fase (F), el bloque
B, carga (C) y el conductor neutro (N), el interruptor extrae la
energía necesaria para su funcionamiento del transformador (TR)
cuyo primario (P) se halla conectado en serie con el relé de
conmutación (R) y cuyo secundario (S) es la entrada de la fuente de
alimentación (E), siendo controlados el relé (R) y, si existe, el
contacto CP por el dispositivo de control de la conmutación (SCC)
alimentado por el almacén y fuente de energía (E) y activado
mediante señales exteriores de mando del dispositivo externo (EEC)
y transmitidas por una línea de entrada
(SEEC).
(SEEC).
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