ES2304271B2 - Conjunto de contactor para disyuntor de circuito. - Google Patents
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Abstract
Conjunto de contactor para disyuntor de circuito
que comprende un primer pasador de soporte de resorte, una placa de
leva, un segundo pasador de soporte de resorte, una ligadura o
unión y un resorte. Cuando un contactor movible tal se hace girar
sin un eje de rotación, no se genera fluctuación alguna de un centro
de rotación del contactor movible llevándose a cabo rápidamente una
función de limitación de la corriente. Asimismo, una vez que los
contactos se han separado unos de otros, se impide que el contactor
movible regrese hacia los contactores fijos manteniéndose la
posición separada durante un tiempo predeterminado. Se simplifica
así el procedimiento de ensamblaje del conjunto de contactor.
Description
Conjunto de contactor para disyuntor de
circuito.
La presente invención se refiere a un disyuntor
de circuito destinado a proteger un circuito eléctrico y equipos de
carga eléctrica al interrumpir automáticamente el circuito en el
instante en que se produce una sobrecarga o un cortocircuito, y,
más concretamente, a un conjunto de contactor para dicho disyuntor
de circuito.
Entre varios sistemas de potencia eléctrica de
una fábrica y de un edificio se instala un disyuntor de circuito
encerrado en molde (MCCB -"mold cased circuit breaker"), en una
placa de distribución de potencia eléctrica. El disyuntor de
circuito sirve como conmutador para suministrar o cortar una fuente
de aporte de potencia eléctrica a un lado de carga, en un estado
sin carga, e interrumpe la potencia que se suministra a un lado de
carga desde un lado de potencia, con el fin de proteger un circuito
y los equipos de carga eléctrica cuando fluye por un circuito una
elevada corriente fuera de lo normal, como consecuencia de un
cortocircuito o de un fallo de la puesta a tierra.
La Figura 1 es una vista en corte que muestra
una construcción interna de un disyuntor de circuito de acuerdo con
la técnica convencional, y la Figura 2 es una vista frontal de un
conjunto de contactor movible del disyuntor de circuito de acuerdo
con la técnica convencional, la cual muestra un estado de circuito
cerrado, en tanto que la Figura 3 es una vista frontal del conjunto
de contactor movible del disyuntor de circuito de acuerdo con la
técnica convencional, que muestra un estado de circuito
abierto.
Como se muestra, un disyuntor de circuito 1
comprende una caja de molde 10, unos contactores fijos 9 y 9',
instalados en la caja de molde 10 con una distancia predeterminada,
un conjunto de contactor movible 17, dispuesto a rotación entre los
contactores fijos 9 y 9', un mecanismo de desencadenamiento o
disparo 11, destinado a hacer saltar el disyuntor de circuito al
detectar una corriente elevada, un mecanismo de conmutación 12, que
se pone en funcionamiento automáticamente por el mecanismo de
desencadenamiento 11 ó que se pone en funcionamiento manualmente al
accionar un mango de conmutación 1, a fin de separar un contactor
movible 4 de los contactores fijos 9 y 9', con lo que se interrumpe
un circuito, y un mecanismo 13 de extinción de arco, destinado a
extinguir el gas de arco a alta temperatura y a elevada presión que
se genera entre un contacto 4b del contactor movible 4 y unos
contactos 9b y 9b' de los contactores fijos 9 y 9', en el instante
de la conmutación de un circuito.
La caja de molde 10 está dotada de los
mecanismos anteriores expuestos aquí, y se ha formado de un
material aislante al objeto de aislar los mecanismos de las fases,
y para impedir que se introduzcan en la caja de molde 10 materiales
extraños, tales como polvo.
Los contactores fijos, esto es, un contactor
fijo 9, destinado a conectar una fuente de potencia, y un contactor
fijo 9', destinado a conectar una carga eléctrica, están dotados,
respectivamente, de un contacto 9b y un contacto 9b' en los
extremos de los mismos. El contactor movible 4 está provisto de un
contacto 4b en los dos extremos del mismo.
El conjunto de contactor movible 17 comprende un
contactor movible 4, instalado de forma rotativa entre los
contactores fijos 9 y 9' con el fin de mantener un estado cerrado
o un estado abierto, un árbol de rotación 2, destinado a soportar a
rotación el contactor movible 4, así como un par de muelles o
resortes 15 y 16, que tienen, respectivamente, unos de sus
extremos, 15a y 16a, fijados al contactor movible 4, y los otros
extremos 15b y 16b fijados al árbol de rotación 2 para hacer girar
elásticamente el contactor movible 4 de manera que se centre
elásticamente en torno a un eje virtual de rotación 2a por medio de
una fuerza electromagnética repulsiva generada en los contactores 9b
y 9b' cuando fluye una corriente elevada por un circuito debido a
un cortocircuito o a un fallo de la puesta a tierra. El método para
soportar el contactor movible 4 sobre el árbol de rotación 2 de
modo que se centre en torno al árbol de rotación virtual 2a, se
denomina auto-centrado.
Como se muestra en la Figura 2, un estado en el
que el contacto 4b del contactor movible 4 se encuentra en contacto
con los contactos 9b y 9b' de los contactores fijos 9 y 9' se
denomina "estado de circuito cerrado". Como se muestra en la
Figura 3, un estado en el que el contacto 4b del contactor movible
4 está separado de los contactos 9b y 9b' de los contactores fijos
9 y 9' se denomina "estado de circuito abierto". Asimismo, la
conversión o transformación del estado de circuito cerrado al
estado de circuito abierto se denomina "separación y
apertura".
El contactor movible 4 está soportado por el par
de resortes 15 y 16, dispuestos de manera que sean simétricos entre
sí y se centren en torno al eje de rotación virtual 2a.
Unos extremos 15a y 16a de los resortes 15 y 16
se encuentran fijados al contactor movible 4, y los otros extremos
15b y 16b de los mismos están fijados al árbol de rotación 2. En
consecuencia, como se muestra en la Figura 2, cuando fluye una
corriente normal por un circuito, el contacto 4b del contactor
movible 4 se encuentra en contacto con los contactos 9b y 9b' de
los contactores fijos 9 y 9', a fin de mantener con ello un estado
de circuito cerrado. En este estado, los resortes 15 y 16
proporcionan una fuerza elástica al contactor movible 4 de tal
manera que el contactor movible 4 puede mantenerse en contacto con
los contactores fijos 9 y 9'. En consecuencia, fluye una corriente
eléctrica desde el contactor fijo 9 al contactor fijo 9', a través
del contactor movible 4.
Como se muestra en la Figura 3, cuando fluye una
corriente elevada por un circuito como consecuencia de un
cortocircuito o de un fallo de la puesta a tierra, el contactor
movible 4 es separado de los contactores fijos 9 y 9' por una
fuerza electromagnética repulsiva ejercida entre el contacto 4b del
contactor movible 4 y los contactos 9b y 9b' de los contactores
fijos 9 y 9', a fin de tener con ello un cierto momento de rotación.
En consecuencia, el contactor movible 4 supera una fuerza elástica
de los resortes 15 y 16, y gira en sentido horario, o de giro de
las agujas del reloj, cortando de esta forma el circuito. Un número
de referencia 18, que no se explica, designa un tope para limitar
un intervalo de rotación del contactor movible 4.
El conjunto de contactor movible convencional de
un disyuntor de circuito presenta los siguientes problemas. Cuando
el contactor movible 4 es separado de los contactores fijos 9 y 9',
el eje de rotación virtual 2a del contactor movible 4 no es
estable, de manera que provoca que se genere una fluctuación del
contactor movible 4 en las direcciones izquierda y derecha y en las
direcciones hacia arriba y hacia abajo. También, cuando el
contactor movible 4 es separado de los contactores fijos 9 y 9', se
incrementa una fuerza elástica de restitución de los resortes 15 y
16, y, con ello, el contactor movible 4 entra en contacto con los
contactores fijos 9 y 9', de nuevo debido a la fuerza de
restitución. Ésta provoca un nuevo contacto entre los contactores en
el instante de un cortocircuito, y una nueva separación por una
fuerza electromagnética repulsiva, por lo que se genera
continuamente un arco. En consecuencia, no se obtiene ninguna
característica limitativa de la corriente instantánea, y pueden
causarse serios daños en el disyuntor de circuito y en los
dispositivos de carga.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención
es proporcionar un conjunto de contactor para un disyuntor de
circuito, que sea capaz de evitar que un contactor movible genere
una fluctuación en el centro del mismo cuando el contactor movible
gira sin un centro de rotación, que sea capaz de llevar a cabo
rápidamente una función de limitación de la corriente, que sea
capaz de evitar que el contactor movible, separado de un contactor
fijo, regrese a un estado de contacto con el contactor fijo,
durante un tiempo predeterminado, y que sea capaz de facilitar el
ensamblaje del mismo.
Para conseguir éstas y otras ventajas, y de
conformidad con el propósito de la presente invención, tal y como se
materializa en la práctica y se describe extensamente aquí, se
proporciona un conjunto de contactor para un disyuntor de circuito,
que comprende: un primer contactor fijo con forma de U, conectado a
una fuente de potencia de un circuito; un segundo contactor fijo con
forma de U, conectado a una carga eléctrica del circuito; un
contactor movible, que tiene contactos en los dos extremos del
mismo, de tal manera que los contactos corresponden,
respectivamente, al primer contactor fijo y al segundo contactor
fijo, y es movible hasta una posición en contacto con los primer y
segundo contactores fijos, o hasta una posición separada de los
primer y segundo contactores fijos; un árbol, provisto de una
abertura para permitir la rotación independiente del contactor
movible por efecto de una fuerza electromagnética repulsiva entre
el contactor movible y los primer y segundo contactores fijos, a fin
de soportar a rotación el contactor movible; un par de primeros
pasadores de soporte de resorte, fijados simétricamente en las dos
superficies laterales del contactor movible; una placa de leva,
situada entre el contactor movible y el árbol, fijada al árbol y
que tiene una superficie circunferencial exterior, formada a modo
de superficie de leva y que está compuesta de una pluralidad de
superficies de arco que tienen diferentes centros y radios, de tal
manera que la superficie de leva incluye una primera superficie de
leva que tiene un centro de arco situado en un lado interno de la
superficie circunferencial exterior, una segunda superficie de leva
que tiene un centro de arco situado en un lado externo de la
superficie circunferencial exterior, y una tercera superficie de
leva, dispuesta entre la primera superficie de leva y la segunda
superficie de leva, de tal modo que la tercera superficie de leva
tiene un centro de arco situado en un lado interno de la superficie
circunferencial exterior; un par de segundos pasadores de soporte de
resorte simétricos, que entran en contacto con la primera superficie
de leva de la placa de leva cuando el contactor movible está en
contacto con los primer y segundo contactores fijos, y se hacen
girar a lo largo del contactor movible que se está haciendo girar
cuando se genera una fuerza electromagnética repulsiva entre el
contactor movible y los primer y segundo contactores fijos, de
manera que se hagan deslizar sobre la tercera superficie de leva
desde la primera superficie de leva de la placa de leva y queden en
contacto, de esta forma, con la segunda superficie de leva durante
un tiempo predeterminado, a fin de impedir que el contactor movible
regrese hacia los primer y segundo contactores fijos; una unión o
ligadura, a fin de unir los primeros pasadores de soporte de
resorte con los segundos pasadores de soporte de resorte; y un
resorte, que tiene uno de sus extremos soportado por los primeros
pasadores de soporte de resorte y el otro extremo soportado por los
segundos pasadores de soporte de resorte, a fin de proporcionar una
fuerza elástica de tal manera que pueda mantenerse una presión de
contacto entre el contactor movible y los contactores fijos en un
estado en el que el contactor movible se encuentra en contacto con
los primer y segundo contactores fijos, y a fin de proporcionar una
fuerza elástica en una dirección que acelere una separación del
contactor movible de los primer y segundo contactores fijos cuando
los segundos pasadores de soporte de resorte se hacen deslizar sobre
la tercera superficie de leva, conforme se genera una fuerza
electromagnética repulsiva entre el contactor movible y los primer
y segundo contactores fijos.
Los anteriores y otros objetos, características,
aspectos y ventajas de la presente invención se pondrán más de
manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada de la
presente invención, al considerarse en combinación con los dibujos
que se acompañan.
Los dibujos que se acompañan, los cuales se han
incluido para proporcionar una comprensión adicional de la
invención, y se incorporan a esta Memoria y forman parte de la
misma, ilustran realizaciones de la invención y, conjuntamente con
la descripción, sirven para explicar los principios de la
invención.
En los dibujos:
la Figura 1 es una vista en corte que muestra
una construcción o estructura interna de un disyuntor de circuito
de acuerdo con la técnica convencional;
la Figura 2 es una vista frontal de un conjunto
de contactor movible para el disyuntor de circuito de acuerdo con
la técnica convencional, la cual muestra un estado de circuito
cerrado (los contactos se encuentran en contacto entre sí);
la Figura 3 es una vista frontal del conjunto de
contactor movible para el disyuntor de circuito de acuerdo con la
técnica convencional, la cual muestra un estado de circuito abierto
(los contactos están separados unos de otros);
la Figura 4 es una vista en perspectiva y
recortada que muestra una estructura interna de una unidad de
conmutación de un solo polo para un disyuntor de circuito en la
cual se ha incorporado un conjunto de contactor para un disyuntor
de circuito, de acuerdo con la presente invención;
la Figura 5 es una vista fragmentada o
despiezada que muestra una estructura del conjunto de contactor
movible para un disyuntor de circuito, de acuerdo con la presente
invención;
la Figura 6 es una vista en perspectiva y
recortada que muestra una mitad de un árbol del conjunto de
contactor para un disyuntor de circuito de acuerdo con la presente
invención;
la Figura 7 es una vista parcial aumentada que
muestra una placa de leva y un segundo pasador de soporte de
resorte del conjunto de contacto para un disyuntor de circuito, de
acuerdo con la presente invención;
la Figura 8 es una vista que muestra un
procedimiento de ensamblaje del conjunto de contactor movible de
acuerdo con la presente invención;
las Figuras 9 a 11 son vistas en corte que
muestran un estado de funcionamiento de un contactor movible de
acuerdo con la presente invención, en las cuales
la Figura 9 muestra un estado en el que los
contactos se encuentran en contacto entre sí (un estado de circuito
cerrado);
la Figura 10 muestra un estado en el que los
contactos están siendo separados unos de otros (un estado de
apertura de circuito); y
la Figura 11 muestra que la separación del
contactor movible de los contactores fijos se ha completado.
A continuación se hará referencia en detalle a
las realizaciones preferidas de la presente invención, de las
cuales se ilustran ejemplos en los dibujos que se acompañan.
En lo que sigue se explicará con mayor detalle,
con referencia a los dibujos que se acompañan, un conjunto de
contactor para un disyuntor de circuito, de acuerdo con la presente
invención.
La Figura 4 es una vista en perspectiva y
recortada que muestra una construcción o estructura interna de una
unidad de conmutación de un único polo para un disyuntor de
circuito, en la cual se ha aplicado un conjunto de contactor para
un disyuntor de circuito, de acuerdo con la presente invención.
Como se muestra en la Figura 4, el conjunto de contactor para un
disyuntor de circuito, de acuerdo con la presente invención, puede
ser incorporado en un contactor de circuito, por cuanto que un
conjunto de contactor y un mecanismo de extinción, proporcionados
de acuerdo con cada fase (en otras palabras, "cada polo"), son
recibidos en una caja de molde formada de un material aislante,
como una unidad. El conjunto de contactor para un disyuntor de
circuito, de acuerdo con la presente invención, comprende un primer
contactor fijo 9 con forma de U (que se denomina "del tipo
limitador de corriente"), conectado a una fuente de suministro
de potencia y que tiene un contacto 9b en uno de los extremos del
mismo, así como un segundo contactor fijo 9' con forma de U,
conectado a una carga eléctrica y que tiene un contacto 9b' en uno
de los extremos del mismo.
El conjunto de contactor para un disyuntor de
circuito, de acuerdo con la presente invención, comprende un
contactor movible 4 que tiene contactos 4b que se corresponden con
el primer contactor fijo 9 y con el segundo contactor fijo 9', en
ambos extremos del mismo, y que es susceptible de desplazarse hasta
una posición en contacto con los primer y segundo contactores fijos
9 y 9', o hasta una posición separada de los primer y segundo
contactores fijos 9 y 9'.
El conjunto contactor para un disyuntor de
circuito, de acuerdo con la presente invención, comprende unos
árboles 30 y 32, provistos de una abertura 33 para permitir la
rotación independiente del contactor movible 4 por efecto de una
fuerza electromagnética repulsiva entre el contactor movible 4 y
los primer y segundo contactores fijos 9 y 9', a fin de soportar a
rotación el contactor movible 4.
La abertura 33 para permitir la rotación
independiente del contactor movible 4 se explicará con más detalle
como sigue. El contactor movible 4 se hace girar por los tres
métodos siguientes. En primer lugar, cuando un usuario desplaza un
mango, un mecanismo de conmutación conectado o unido al mango hace
girar los árboles 30 y 32, y el contactor movible 4 es hecho girar
por la rotación de los árboles 30 y 32.
En segundo lugar, cuando un mecanismo de
conmutación se interbloquea (en otras palabras, "se dispara")
por una operación de un mecanismo de desencadenamiento para la
detección de una corriente anormal, los árboles 30 y 32 que
soportan el contactor movible 4 se hacen girar y, de esta forma, el
contactor móvil 4 se hace girar.
En tercer lugar, en el instante en que se
produce una corriente elevada, tal como en un cortocircuito, el
contactor movible 4 se hace girar por efecto de una fuerza
electromagnética repulsiva desde los primer y segundo contactores
fijos 9 y 9', de un tipo limitador de corriente. De acuerdo con el
tercer caso, el contactor movible 4 se hace girar
independientemente de la rotación de los árboles 30 y 32.
La abertura 33 señala un espacio o hueco formado
en los árboles 30 y 32 para permitir la rotación independiente del
contactor movible 4.
Haciendo referencia a la Figura 4, un número de
referencia 13, sin explicar, denota un mecanismo de extinción de
arco, destinado a extinguir el gas de arco que se genera cuando el
contactor movible 4 es separado de los primer y segundo contactores
fijos 9 y 9'. Asimismo, un número de referencia 20, sin explicar,
denota un tope destinado a limitar el intervalo de rotación del
contactor movible 4 cuando el contactor movible 4 es separado de
los contactores fijos 9 y 9', para hacerlo así girar. También, un
número de referencia 21, sin explicar, denota una unidad de
conmutación de un único polo.
El conjunto de contactor proporcionado en cada
unidad de conmutación 21 de un único polo se aplicará con
referencia a las Figuras 5 y 6.
Como se muestra en la Figura 5, los árboles 30 y
32 se han construido como un par. Cada árbol 30 y 32 puede estar
construido de forma que sean independientes uno del otro, o de forma
que estén acoplados entre sí.
Unas placas de leva 40 y 42, cada una las cuales
presenta una superficie circunferencial exterior formada a modo de
superficie de leva, se encuentran fijadas en los árboles 30 y 32,
entre el contactor movible 4. La superficie de leva está compuesta
de una pluralidad de superficies de arco que tienen diferentes
centros y radios. Como se muestra en la Figura 6, entre cada placa
de leva 40 y 42 y el contactor movible 4 se han dispuesto un par de
primeros pasadores 54a y 54b de soporte de resorte, fijados
simétricamente en ambas superficies laterales del contactor movible
4, un par de segundos pasadores simétricos 64a y 64b de soporte de
resorte, ligaduras o uniones para unir los primeros pasadores 54a y
54b de soporte de resorte con los segundos pasadores 64a y 64b de
soporte de resorte, de tal manera que las uniones se han dispuesto
simétricamente a cada lado del contactor movible 4 formando un par,
y se han dispuesto unos resortes 50 y 52 a cada lado del contactor
movible, formando un par, de tal manera que el resorte tiene uno de
sus extremos soportado por los primeros pasadores 54a y 54b de
soporte de resorte, y el otro extremo soportado por los segundos
pasadores 64a y 64b de soporte de resorte.
Los segundos pasadores 64a y 64b de soporte de
resorte se han dotado de unos rodillos 66a y 66b en los dos
extremos de los mismos, para un rozamiento suave con la superficie
circunferencial exterior de las placas de leva 40 y 42.
El espacio o hueco para recibir los resortes 50
y 52, los primeros pasadores 54a y 54b de soporte de resorte, y las
uniones 60, se ha dispuesto entre las respectivas placas de leva 40
y 42 y el contactor movible 4. Los dos extremos de los respectivos
segundos pasadores 64a y 64b de soporte de resorte, esto es, los
rodillos 66a y 66b, se han dispuesto simétricamente con una
longitud predeterminada, a fin de entrar en contacto con la
superficie circunferencial exterior de cada placa de leva 40 y 42.
Se han proporcionado un par de pasadores de separación 19 para
separar una de otra las respectivas placas de leva 40 y 42.
Se explicará con más detalle, en relación con la
Figura 7, la construcción o estructura de la placa de leva y del
segundo pasador de soporte de resorte del conjunto de contactor de
acuerdo con la presente invención.
Cada superficie de leva de las placas de leva 40
y 42 incluye una primera superficie de leva 42b, que tiene un
centro de arco situado en un lado interno de la superficie
circunferencial exterior de las placas de leva 40 y 42, una segunda
superficie de leva 42d, que tiene un centro de arco situado en un
lado externo de la superficie circunferencial exterior, y una
tercera superficie de leva 42c, dispuesta entre la primera
superficie de leva 42b y la segunda superficie de leva 42d, de tal
manera que la tercera superficie de leva tiene un centro de arco
situado en un lado interno de la superficie circunferencial
exterior. Un número de referencia 42a, sin explicar, denota una
acanaladura de aterrizaje o entrada en contacto, para la entrada en
contacto de ambos extremos de cada segundo pasador, 64a y 64b, de
soporte de resorte, esto es, los rodillos 66a y 66b. También, un
número de referencia 62, sin explicar, denota un anillo en E.
Ambos extremos de cada unos de los segundos
pasadores 64a y 64b de soporte de resorte, es decir, los rodillos
66a y 66b, entran en contacto con la primera superficie de leva 42b
de las placas de leva 40 y 42 cuando el contactor movible 4 está en
contacto con los primer y segundo contactores fijos 9 y 9'. Cuando
se genera una fuerza electromagnética repulsiva entre el contactor
movible 4 y los primer y segundo contactores fijos 9 y 9', como
consecuencia de una corriente anormal, tal como, por ejemplo, un
cortocircuito, los dos extremos de cada uno de los segundos
pasadores 64a y 64b de soporte de resorte, es decir, los rodillos
66a y 66b, se hacen girar conjuntamente a lo largo del contactor
movible que está siendo girado. A continuación, los rodillos 66a y
66b se hacen deslizar sobre la tercera superficie de leva 42c desde
la primera superficie de leva 42b de las placas de leva 40 y 42, y
entran en contacto entonces con la segunda superficie de leva 42d
durante un tiempo predeterminado, con lo que se impide que el
contactor movible 4 regrese hacia los primer y segundo contactores
fijos 9 y 9'.
Los resortes 50 y 52 proporcionan una fuerza
elástica en una dirección tal, que se proporciona una presión de
contacto en un estado en el que el contactor movible 4 está en
contacto con los primer y segundo contactores fijos 9 y 9', y
proporcionan una fuerza elástica en una dirección tal, que se
acelera una separación del contactor movible 4 desde los primer y
segundo contactores fijos 9 y 9', cuando los segundos pasadores 64a
y 64b de soporte de resorte se hacen deslizar sobre la tercera
superficie de leva 42c, a medida que se genera una fuerza
electromagnética repulsiva entre el contactor movible 4 y los primer
y segundo contactores fijos 9 y 9'.
Se explicará, con referencia a la Figura 8, un
procedimiento de ensamblaje del conjunto de contactor movible de
acuerdo con la presente invención.
Como se muestra en la Figura 8, existen dos
ganchos 30c para soportar la primera placa de leva 40, que
sobresalen desde una superficie lateral interna del primer árbol
30, y se han dispuesto en la primera placa de leva 40 un par de
orificios 40c para gancho, para la inserción de los ganchos 30c. Se
han dispuesto dos salientes 30b, para el acoplamiento del primer
árbol 30 al segundo árbol 32, sobre la superficie lateral interna
del primer árbol 30, y se han dispuesto unos orificios de inserción
32b, para la inserción de los salientes 30b, en una superficie
lateral interna del segundo árbol 32. De la misma manera, existen
dos ganchos (no mostrados), que tienen la misma estructura que la
de los ganchos 30c del primer árbol 30 para soportar la segunda
placa de leva 42, sobresaliendo sobre la superficie lateral interna
del segundo árbol 32. Se han dispuesto en la segunda placa de leva
42 unos orificios 42f para gancho, para la inserción de los ganchos
(no mostrados). Se han dispuesto en una superficie lateral interna
del segundo árbol 32 dos orificios de inserción 32b para la
inserción de los salientes 30b.
Los primer y segundo árboles 30 y 32 están
formados de un material aislante de la electricidad, tal como
resina. Cuando los salientes 30b del primer árbol 30 se insertan en
los orificios de inserción 32b del segundo árbol 32, se forma un
espacio o hueco predeterminado entre el primer árbol 30 y el
segundo árbol 32, en virtud de los salientes 30b. En consecuencia,
las placas de leva 40 y 42 están fijadas en los árboles 30 y 32, y
están aisladas eléctricamente del exterior.
Como se muestra en la Figura 8, existe,
sobresaliendo en una posición central de la superficie lateral
interna del primer árbol 30, una porción central de soporte 30a
para soportar la primera placa de leva 40. Asimismo, se ha
dispuesto, en la primera placa de leva 40, un orificio 40a de
porción central de soporte, para insertar la porción central de
soporte 30a. Un par de orificios 40b para pasador de separación,
destinados a la inserción de los pasadores de separación 9, se
encuentran enfrentados entre sí en uno de los lados del orificio 40a
de porción central de soporte de la primera placa de leva 40.
También, un par de orificios 40c para gancho, destinados a la
inserción de los ganchos 30c, se encuentran enfrentados uno al otro
en el otro de lado del orificio 40a de porción central de soporte de
la primera placa de leva 40.
Análogamente, una porción central de soporte (no
mostrada), para soportar la segunda placa de leva 42, se encuentra
sobresaliendo en una posición central de la superficie lateral
interna del segundo árbol 32. También, se ha dispuesto en la
segunda placa de leva 42 un orificio 42e para porción central de
soporte, destinado a insertar la porción central de soporte. Un par
de orificios para pasador de separación (no mostrados), destinados
a la inserción de los pasadores de separación 9, se encuentran
enfrentados entre sí en uno de los lados del orificio 42 para
porción central de soporte, perteneciente a la segunda placa de
leva 42. Asimismo, unos orificios 42f para gancho, destinados a la
inserción de ganchos (no mostrados) formados sobre la superficie
lateral interna del segundo árbol 32, se han formado en otro lado
del orificio 42e para porción central de soporte, perteneciente a
la segunda placa de leva 42. Con todo, aunque los números de
referencia 42, 42e y 42f de la Figura 8 han de ser ilustrados sobre
una placa de leva (no mostrada) correspondiente al segundo árbol 32,
estos números de referencia se han ilustrado sobre una placa de
leva que se corresponde con la primera placa de leva 40, en aras de
la conveniencia.
Haciendo referencia a la Figura 8, se describirá
un procedimiento de ensamblaje del conjunto de contactor movible de
la presente invención, de la manera que sigue. Como se muestra en
la Figura 8, los dos ganchos 30c y la porción central de soporte
30a del primer árbol 30 se insertan, respectivamente, en los
orificios 40c para gancho y en el orificio 40a para porción central
de soporte, pertenecientes a la primera placa de leva 40, con lo
que se ensambla el primer árbol 30 y la primera placa de leva 40. A
continuación, los primeros pasadores 54a y 54b de soporte de
resorte, las uniones 60, el anillo en E 62, los segundos pasadores
64a y 64b de soporte de resorte, y los rodillos 66a y 66b se
instalan, respectivamente, en el contactor movible 4, por lo que
éste queda listo para el ensamblaje de los resortes 50 y 52. Como
los primeros pasadores 54a y 54b de soporte de resorte se han
instalado fijamente en el contactor movible 4, éstos pueden quedar
sobresaliendo del contactor movible 4 como una unidad. También, los
primeros pasadores 54a y 54b de soporte de resorte pueden ser
insertados sobre cada lado del contactor movible 4, o bien pueden
hacerse penetrar por la fuerza en el contactor movible por medio de
dos pasadores de penetración.
A continuación, los resortes 50 y 52 quedan
soportados por los primeros pasadores 54a y 54b de soporte de
resorte y por los segundos pasadores 64a y 64b de soporte de
resorte, de manera que se ensamblan el contactor movible 4 y los
resortes 50 y 52.
A continuación, el conjunto del contactor
movible 4 y los resortes 50 y 52 se ensambla con la placa de leva
40, de tal manera que uno de los extremos de los segundos pasadores
64a y 64b de soporte de resorte, esto es, el rodillo 66a, puede ser
situado sobre la primera superficie de leva 42b de la primera placa
de leva 40.
A continuación, uno de los extremos de cada uno
de los dos pasadores de separación 19 se inserta dentro de los
orificios 40b para pasador de separación de la primera placa de
leva 40, y, a continuación, otro extremo de los segundos pasadores
64a y 64b de soporte de resorte, o el rodillo 66b, puede ser
situado sobre la primera superficie de leva 42b de la segunda placa
de leva 42. A continuación, los otros extremos de los dos pasadores
de separación 19 son insertados en los orificios 40b para pasador
de separación de la segunda placa de leva 42, con lo que se
ensamblan el contactor movible 4 y los resortes 50 y 52 entre las
dos placas de leva 40 y 42.
Finalmente, los dos ganchos (no mostrados) y la
porción central de soporte (no mostrada) del segundo árbol 32 son
insertados en los dos orificios para gancho (no mostrados) y en el
orificio (no mostrado) para porción central de soporte,
pertenecientes a la segunda placa de leva 42, con lo que se
completa el ensamblaje del contactor movible.
Se explicará, con referencia a las Figuras 9 a
11, un funcionamiento del conjunto de contactor movible para un
disyuntor de circuito, de acuerdo con la presente invención.
Las Figuras 9 a 11 son vistas en corte que
muestran unos estados de funcionamiento de un contactor movible de
la presente invención, en las cuales la Figura 9 muestra un estado
en el que los contactos se encuentran en contacto entre sí (un
estado de circuito cerrado), la Figura 10 muestra un estado en el
que los contactos están siendo separados unos de otros (un estado
de circuito abierto), y la Figura 11 muestra que la separación del
contactor movible de los contactores fijos ha sido completada.
El funcionamiento del conjunto de contactor de
la presente invención puede dividirse de forma amplia en tres: un
estado cerrado, que se muestra en la Figura 9, un estado de
apertura, que se muestra en la Figura 10, y un estado abierto, que
se muestra en la Figura 11.
Haciendo referencia al estado cerrado de la
Figura 9, una corriente pasa a través del contactor fijo 9 y pasa,
a continuación, a través del contactor fijo 9' con la
intermediación del contactor movible 4.
Puesto que se aplica una energía elástica
inicial de los resortes 50 y 52 al contactor movible 4, como un
movimiento de rotación en sentido anti-horario, o
contrario al giro de las agujas del reloj, a través de los segundos
pasadores 64a y 64b de soporte de resorte, el contactor movible 4
mantiene una presión de contacto constante con el contactor fijo 9.
Cuando las placas de leva 40 y 42 se hacen girar en sentido
anti-horario para centrarse en torno a un árbol de
rotación virtual con un ángulo predeterminado, para quedar fijadas
de esta forma en los árboles 30 y 32, la presión de contacto entre
el contactor movible 4 y el contactor fijo 9 se incrementa más. En
consecuencia, la presión de contacto puede mantenerse incluso si los
contactos se pierden parcialmente debido a un arco con una alta
temperatura y una elevada presión tras un cortocircuito, o incluso
si los contactos se reducen por desgaste. En este estado, los
segundos pasadores 64a y 64b de soporte de resorte se encuentran en
contacto con la primera superficie de leva 42b de las placas de
leva 40 y 42.
El contactor movible 4 de la presente invención
puede ser soportado por un auto-centrado sin
presencia de un eje central, gracias a las placas de leva 40 y 42,
que están fijas en los árboles 30 y 32 y tienen, por superficie
circunferencial exterior, una pluralidad de superficies de leva, a
los resortes 50 y 52, y al hecho de que los primeros pasadores 54a
y 54b de soporte de resorte están fijos al contactor movible 4, y
los segundos pasadores 64a y 64b de soporte de resorte son
deslizantes a lo largo de las superficies de leva de las placas de
leva 40 y 42.
Cuando se produce una
sobre-corriente o corriente excesiva en el
circuito, se genera una fuerza electromagnética repulsiva entre el
contacto móvil 4b y el contacto fijo 9b. Como la fuerza
electromagnética repulsiva es más grande que la presión de contacto
en el instante en que se produce una corriente elevada, tal como un
cortocircuito, el contactor movible 4 vence la presión de contacto
y gira en el sentido horario, tal como se muestra en la Figura 10.
En este instante, ambos extremos de los segundos pasadores 64a y
64b de soporte de resorte, es decir, los rodillos 66a y 66b, se
hacen girar conjuntamente a lo largo del contactor movible 4 que se
está haciendo girar. Los rodillos 66a y 66b son separados de la
primera superficie de leva 42b de las placas de leva 40 y 42, y se
hacen deslizar sobre la tercera superficie de leva 42c. Los
resortes 50 y 52 actúan en una dirección tal, que se acelera la
separación del contactor movible 4 de los primer y segundo
contactores fijos 9 y 9', de modo que la separación entre los
contactos se realiza instantáneamente.
En una etapa final de la separación, como se
muestra en la Figura 11, el contactor movible 4 se separa
completamente de los contactores fijos 9 y 9'. En este estado,
ambos extremos de los segundos pasadores 64a y 64b de soporte de
resorte, o los rodillos 66a y 66b, se montan sobre la segunda
superficie de leva 42d, que tiene un centro de arco situado en un
lado externo de la superficie circunferencial exterior de las
placas de leva 40 y 42, con lo que son detenidos. En consecuencia,
ambos extremos de los segundos pasadores 64a y 64b de soporte de
resorte, o los rodillos 66a y 66b, están en contacto con la segunda
superficie de leva 42d durante un tiempo predeterminado, con el fin
de impedir que el contactor movible 4 regrese hacia los contactores
fijos 9 y 9'.
A continuación, el mecanismo de conmutación 12
es disparado por el mecanismo de desencadenamiento 11, a fin de
hacer girar, de esta manera, los árboles 30 y 32 en el sentido
horario, con lo que se desencadena el disyuntor de circuito.
Como se ha mencionado anteriormente, en el
conjunto de contactor para un disyuntor de circuito, de acuerdo con
la presente invención, el contactor movible tiene contactos en
ambos extremos del mismo con el fin de maximizar una función de
limitación de corriente del disyuntor de circuito, con lo que se
incrementa una fuerza electromagnética repulsiva. También, puesto
que la energía elástica inicial de los resortes se aplica al
contactor movible como un momento de rotación en sentido
anti-horario, a través de los segundos pasadores de
soporte de resorte en un estado de circuito cerrado, el contactor
movible mantiene una presión de contacto constante con el contactor
fijo. A medida que las placas de leva se hacen girar en el sentido
anti-horario, de manera que se centran en torno a un
ángulo de rotación virtual con un ángulo predeterminado, para
quedar fijadas de está manera en los árboles, la presión de
contacto entre el contactor movible y el contactor fijo se
incrementa más. En consecuencia, la presión de contacto puede ser
mantenida incluso si los contactos se pierden parcialmente debido a
un arco con una alta temperatura y una elevada presión tras un
cortocircuito, o incluso si los contactos se reducen por
desgaste.
El contactor movible de la presente invención
puede ser soportado por un auto-centrado sin
presencia de un eje central, gracias a las placas de leva, que
están fijas en los árboles y tienen, por superficies
circunferenciales exteriores, una pluralidad de superficies de leva,
a los resortes, y al hecho de que los primeros pasadores de soporte
de resorte están fijos al contactor movible, y los segundos
pasadores de soporte de resorte son deslizantes a lo largo de las
superficies de leva de las placas de leva.
La superficie circunferencial exterior de la
placa de leva con/sobre la que los pasadores de soporte de resorte
entran en contacto/se deslizan, comprende una superficie de comienzo
que tiene un centro de arco situado en un lado interno de la
superficie circunferencial exterior, una superficie de aceleración
de la separación, que tiene un centro de arco situado en un lado
interno de la superficie circunferencial exterior y unido a la
superficie de comienzo, y una superficie de contención, que tiene
un centro de arco situado en un lado exterior de la superficie
circunferencial externa. En consecuencia, en el instante en que se
da una corriente normal, la presión de contacto se mantiene, y en
el instante en que se produce una corriente anormal, en el que una
fuerza electromagnética repulsiva es mayor que la presión de
contacto, la separación del contactor movible de los contactos
fijos se ve acelerada. También, en la etapa final de la operación
de limitación de la corriente, se impide que el contactor movible
regrese hacia los contactores fijos durante un cierto tiempo, a fin
de mantener con ello la posición separada del contactor movible con
respecto a los contactores fijos hasta que se haya desencadenado
completamente el disyuntor de circuito.
Asimismo, los pasadores de soporte de resorte y
las uniones se instalan en el contactor movible, y se ensamblan a
continuación los resortes con los pasadores de soporte de resorte. A
continuación, las placas de leva son ensambladas en uno de los
lados del conjunto de resorte o en ambos lados del mismo, y las
placas de leva y los dos árboles son ensamblados entre sí al
acoplar los orificios con los miembros de soporte, con lo que se
ensambla fácilmente el conjunto de contacto movible. En
consecuencia, incluso si se aplican al disyuntor de circuito, de
una capacidad pequeña, pequeños componentes, tales como el árbol
para soportar el contactor movible, con un diámetro de varios
centímetros, los componentes se ensamblan entre sí con una
proporción defectuosa pequeña. En consecuencia, puede fabricarse el
disyuntor de circuito que tiene el conjunto de contactor
correspondiente a cada fase, así como la unidad de conmutación de
un único polo, que incluye el mecanismo de extinción, con un tamaño
más compacto que en la técnica anterior, con lo que se incrementa
la productividad y se reduce la proporción defectuosa.
Puesto que la presente invención puede ser
llevada a la práctica de diversas formas sin apartarse del espíritu
o características esenciales de la misma, ha de comprenderse
también que las realizaciones anteriormente descritas no están
limitadas por ninguno de los detalles de la descripción anterior, a
menos que se especifique de otra forma, sino que, en su lugar,
deben interpretarse en sentido amplio dentro de su espíritu y
ámbito, tal como se define en las reivindicaciones que se
acompañan, y, por tanto, se pretende que todos los cambios y
modificaciones que se encuentren dentro de los términos y límites
de las reivindicaciones, o los equivalentes de tales términos y
límites, sean abarcados, en consecuencia, por las reivindicaciones
que se acompañan.
Claims (7)
1. Un conjunto de contactor para un disyuntor de
circuito, que comprende:
un primer contactor fijo con forma de U,
conectado a una fuente de potencia de un circuito eléctrico;
un segundo contactor fijo con forma de U,
conectado a una carga eléctrica del circuito;
un contactor movible, que tiene contactos en los
dos extremos del mismo, de tal manera que los contactos
corresponden, respectivamente, al primer contactor fijo y al
segundo contactor fijo, y es movible hasta una posición en contacto
con los primer y segundo contactores fijos, o hasta una posición
separada de los primer y segundo contactores fijos;
un árbol, provisto de una abertura para permitir
la rotación independiente del contactor movible por efecto de una
fuerza electromagnética repulsiva entre el contactor movible y los
primer y segundo contactores fijos, a fin de soportar a rotación el
contactor movible;
un par de primeros pasadores de soporte de
resorte, fijados simétricamente en las dos superficies laterales
del contactor movible;
una placa de leva, situada entre el contactor
movible y el árbol, fijada al árbol y que tiene una superficie
circunferencial exterior, formada a modo de superficie de leva y
que está compuesta de una pluralidad de superficies de arco que
tienen diferentes centros y radios, de tal manera que la superficie
de leva incluye una primera superficie de leva que tiene un centro
de arco situado en un lado interno de la superficie circunferencial
exterior, una segunda superficie de leva que tiene un centro de
arco situado en un lado externo de la superficie circunferencial
exterior, y una tercera superficie de leva, dispuesta entre la
primera superficie de leva y la segunda superficie de leva, de tal
modo que la tercera superficie de leva tiene un centro de arco
situado en un lado interno de la superficie circunferencial
exterior;
un par de segundos pasadores de soporte de
resorte simétricos, que entran en contacto con la primera
superficie de leva de la placa de leva cuando el contactor movible
está en contacto con los primer y segundo contactores fijos, y se
hacen girar a lo largo del contactor movible que se está haciendo
girar cuando se genera una fuerza electromagnética repulsiva entre
el contactor movible y los primer y segundo contactores fijos, de
manera que se hagan deslizar sobre la tercera superficie de leva
desde la primera superficie de leva de la placa de leva y queden en
contacto, de esta forma, con la segunda superficie de leva durante
un tiempo predeterminado, a fin de impedir que el contactor movible
regrese hacia los primer y segundo contactores fijos;
una unión o ligadura, a fin de unir los primeros
pasadores de soporte de resorte con los segundos pasadores de
soporte de resorte; y
un muelle o resorte, que tiene uno de sus
extremos soportado por los primeros pasadores de soporte de resorte
y el otro extremo soportado por los segundos pasadores de soporte
de resorte, a fin de proporcionar una fuerza elástica de tal manera
que pueda mantenerse una presión de contacto entre el contactor
movible y los contactores fijos en un estado en el que el contactor
movible se encuentra en contacto con los primer y segundo
contactores fijos, y a fin de proporcionar una fuerza elástica en
una dirección para la que se acelere una separación del contactor
movible de los primer y segundo contactores fijos cuando los
segundos pasadores de soporte de resorte se hacen deslizar sobre la
tercera superficie de leva, conforme se genera una fuerza
electromagnética repulsiva entre el contactor movible y los primer
y segundo contactores fijos.
2. El conjunto de contactor para un disyuntor
de circuito, de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual los
segundos pasadores de soporte de resorte están provistos,
respectivamente, de un rodillo en los dos extremos de los mismos,
para un rozamiento suave con la superficie circunferencial exterior
de la placa de leva.
3. El conjunto de contactor para un disyuntor
de circuito, de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual los
resortes se han dispuesto en cada lado del contactor movible, como
un par.
4. El conjunto de contactor para un disyuntor
de circuito, de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la
placa de leva se ha dispuesto en cada lado del contactor movible,
en una relación de uno a uno.
5. El conjunto de contactor para un disyuntor
de circuito, de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la
placa de leva está formada de un material metálico.
6. El conjunto de contactor para un disyuntor
de circuito, de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el
árbol se ha construido acoplando uno con otro dos cuerpos
independientes.
7. El conjunto de contactor para un disyuntor
de circuito, de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el
árbol y la placa de leva se acoplan uno con otro como un orificio y
un miembro de soporte, al insertarse en el orificio, se acoplan
entre sí.
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