ES2713575T3 - Dispositivo de enchufe para la transmisión de energía por inducción sin contacto y procedimiento de funcionamiento para tal dispositivo de enchufe - Google Patents

Abstract

Dispositivo de enchufe apropiado para la transmisión de energía inductiva sin contacto desde una parte primaria (1) hacia una parte secundaria (1'), cuyo dispositivo de enchufe contiene estas partes, que presentan en cada caso al menos una bobina (10, 10'), que se pueden acoplar entre sí por inducción, en donde la al menos una bobina (10, 10') colabora en cada caso con al menos un núcleo de ferrita (11, 11'), en donde en la parte primaria (1) está dispuesto al menos un inversor con componentes electrónicos (21) integrales con la bobina (10) y con el núcleo de ferrita (11) en una carcasa (2) y/o en la parte secundaria (1') está dispuesto al menos un rectificador con componentes electrónicos (21') integrales con la bobina (10') y con el núcleo de ferrita (11') en una carcasa (1), caracterizado porque los componentes electrónicos (21, 21') respectivos están en contacto térmico con el núcleo de ferrita (11, 11') respectivo, en donde el núcleo de ferrita (11, 11') respectivo se puede calentar en el funcionamiento por medio de la potencia de pérdida convertida en los componentes electrónicos

Description

DESCRIPCION

Dispositivo de enchufe para la transmision de ene^a por induccion sin contacto y procedimiento de funcionamiento para tal dispositivo de enchufe

La invencion se refiere a un dispositivo de enchufe para la transmision de energfa sin contacto desde una parte primaria sobre una parte secundaria, que presentan, respectivamente, una bobina, que se pueden acoplar entre sf por induccion. La invencion se refiere, ademas, a un procedimiento de funcionamiento para el funcionamiento seguro de un dispositivo de enchufe de este tipo.

Frente a los conectores de enchufe, en los que se realiza una transmision de energfa a traves de elementos de contacto que se pueden conectar y separar, respectivamente, de forma mecanica, los dispositivos de enchufe sin contacto poseen ventajas con respecto a un desgaste a traves de un numero alto de ciclos de enchufe o a vibraciones fuertes. Ademas, se impide una combustion del contacto durante un proceso de enchufe y desenchufe bajo carga electrica. Tampoco existe el peligro de la configuracion de arcos voltaicos durante la separacion de conectores de enchufe con una carga de corriente alta en los dispositivos de enchufe sin contacto. Por ultimo, en el caso de la transmision de energfa sin contacto, existe una separacion galvanica entre la parte primaria y la parte secundaria, que puede requerir, por ejemplo, en el caso de empleo en el campo medico. La ausencia de los contactos que encajan entre sf mecanicamente costosos posibilita, ademas, una configuracion del dispositivo de enchufe con superficies lo mas lisas posible, donde los dispositivos de enchufe sin contacto estan predestinados adecuados para fines de aplicacion con un requerimiento elevado de limpieza/higiene, por ejemplo en el sector alimenticio.

El documento US4942352 describe un dispositivo de enchufe para la transmision sin contacto de energfa electrica. La carcasa no esta disenada para conductividad termica, y el nucleo de ferrita no es accionado de manera optimizada para la temperatura. Las partes electronicas mas alejadas del nucleo de ferrita emiten el calor generado a la placa de fondo. En el documento US2008/0197956, el calor generado por la bobina es descargado en un cuerpo de refrigeracion que disipa calor. La bobina y el nucleo de ferrita son refrigerados de esta manera. Los componentes electronicos (condensadores), que estan mas alejados sobre una pletina, no participan en la generacion de calor. La publicacion DE 2752783 describe un dispositivo de enchufe para la transmision de senales electricas de medicion, en particularmente en el sector de la medicina, en el que en el conector esta integrada una bobina de recepcion en forma de anillo, que esta acoplada con una bobina de emision igualmente en forma de anillo en el conector complementario en el estado insertado por induccion sobre un intersticio de transmision. La bobina de emision del conector complementario se impulsa con una tension alterna, que induce en la bobina de recepcion del conector una tension, que se emplea en la misma direccion para accionar una electronica de evaluacion prevista en el conector para las senales de medicion. A traves de la electronica de evaluacion se modulan las senales de medicion sobre una fuente de luz, de manera que las senales de medicion se pueden transmitir en forma de senales de luz separadas galvanicamente hacia el conector complementario. La transmision de energfa inductiva indicada esta adaptada al objeto de aplicacion solo para la transmision de potencias pequenas para la alimentacion de la electronica de medicion y de la fuente de luz para la transmision de senales.

En particular, la alta resistencia al desgaste hace que una transmision de energfa inductiva sin contactos sea interesante tambien en el campo de la automatizacion, por ejemplo para la transmision de energfa a una herramienta de cambio de un robot. A tal fin, sin embargo, se han necesitado potencias, que no se pueden transmitir a traves de un dispositivo, como se describe en la publicacion mencionada anteriormente.

Por lo tanto, el cometido de la presente invencion es preparar un dispositivo de enchufe del tipo mencionado al principio, a traves del cual se pueden transmitir de una manera eficiente y segura sin contacto las potencias electricas tambien mas elevadas, con preferencia en el intervalo de algunas decenas de vatios hasta algunos cientos de vatios.

Este cometido se soluciona por medio de un dispositivo de enchufe o bien un procedimiento de funcionamiento con las caractensticas respectivas de las reivindicaciones independiente 1 y 7. Las configuraciones y los desarrollos ventajosos se indican en las reivindicaciones dependientes.

Un aspecto de un dispositivo de enchufe para la transmision de energfa inductiva sin contacto desde una parte primaria hacia una parte secundaria, que presentan, respectivamente, una bobina, que se pueden acoplar entre sf por induccion, se caracteriza porque la al menos una bobina colabora, respectivamente, con al menos un nucleo de ferrita. El nucleo de ferrita eleva el flujo magnetico a traves de su permeabilidad, de tal manera que tambien con tamanos de construccion pequenos del dispositivo de enchufe y superficies de transmision pequenas se pueden transmitir potencias electricas mas elevadas. Una transmision de energfa es posible a traves de el flujo magnetico alto tambien ya cuando la parte primaria y la parte secundaria no se encuentran (todavfa) en una posicion, en la que la distancia entre ellas es minima, sino cuando existe un intersticio entre ellas. La transmision de energfa es de esta manera robusta y poco propensa a fallos, tampoco en el caso de vibraciones o en presencia de otras influencias mecanicas, que conducen a un incremento de la distancia entre la parte primaria y la parte secundaria. Tambien, por ejemplo, en el lado secundario se pueden activar mecanismos de gma o de seguridad alimentados con corriente ya en una fase de aproximacion de las dos partes.

En el dispositivo de enchufe, en la parte primaria esta dispuesto al menos un inversor con componentes electronicos integrales con la bobina y con el nucleo de ferrita en una carcasa. De la misma manera, en la parte secundaria esta dispuesto al menos un rectificador con componentes electronicos integrales con la bobina y el nucleo de ferrita en una carcasa. De esta manera, resulta un dispositivo de enchufe, que se puede disponer de una manera similar sencilla como un dispositivo de enchufe por contacto, por ejemplo en un cable para la transmision de energfa.

En la configuracion del dispositivo de enchufe, los componentes electronicos respectivos estan en contacto termico con el nucleo de ferrita respectivo. Con preferencia, los componentes electronicos en la parte primaria y en la parte secundaria estan dispuestos, respectivamente, sobre una pletina, que esta acoplad termicamente a traves de un medio de transmision de calor con el nucleo de ferrita. A traves del acoplamiento termico se calienta el nucleo de ferrita a traves de la potencia de perdida convertida en los componentes electronicos. Dentro de una zona amplia de parametros de funcionamiento de nucleos de ferrita, se reducen sus perdidas de potencia en virtud de procesos de remagnetizacion a medida que se incrementa la temperatura. La subida de la temperatura alcanzada a traves del acoplamiento termico conduce, como consecuencia, a perdidas mas reducidas en el nucleo de ferrita, con lo que se eleva el rendimiento general (eficiencia de la transmision) del dispositivo de enchufe. En otra configuracion ventajosa del dispositivo de enchufe, el interior de la carcasa esta obturado frente a un medio circundante, en particular frente a un lfquido circundante. De esta manera, el dispositivo de enchufe se puede emplear en entornos de polvo, de arena o humedos. Tambien es posible un empleo en agua.

Un procedimiento de funcionamiento de acuerdo con la invencion para un dispositivo de enchufe para la transmision de energfa inductiva sin contacto desde una parte primaria hacia una parte secundaria se caracteriza porque la parte primaria realiza una medicion de variables de funcionamiento de una bobina primaria empleada para la transmision de energfa inductiva e impide una transmision de energfa en funcion de las variables de funcionamiento medidas. De esta manera, se puede reconocer por la parte primaria si no existe, en absoluto, ninguna parte secundaria o una parte secundaria no adaptada o defectuosa para el acoplamiento frente a la parte primaria. Precisamente en el caso de un dispositivo de enchufe con el potencial para la transmision de energfa electrica mas elevada se impide de esta manera que resulte un peligro desde la parte primaria.

En otra configuracion ventajosa del procedimiento de funcionamiento, las variables de funcionamiento se refieren a una tension en la bobina primaria y/o a una corriente a traves de la bobina primaria, que resultan cuando la bobina primaria es impulsada con una senal de tension alterna con parametros predeterminados. Con preferencia, en este caso los parametros predeterminados se refieren a variables, en particular una relacion de exploracion, un procedimiento-PWM, que se emplea para la generacion de la senal de tension alterna.

A continuacion se explica en detalle la invencion con la ayuda de ejemplos de realizacion por medio de cuatro figuras. En las figuras:

La figura 1 muestra una primera vista en seccion de un dispositivo de enchufe.

La figura 2 muestra otra vista en seccion del dispositivo de enchufe representado en la figura 1.

La figura 3 muestra un diagrama para la representacion de una potencia de perdida espedfica en funcion de la frecuencia en el caso de un material de ferrita en diferentes condiciones de empleo y

La figura 4 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de funcionamiento para un dispositivo de enchufe sin contacto.

La figura 1 muestra una imagen esquematica en seccion de un dispositivo de enchufe de acuerdo con la invencion para la transmision de energfa sin contacto desde una parte primaria 1 hacia una parte secundaria 1'. Los elementos, que estan asociados a la parte primaria 1, designados a continuacion tambien elementos en el lado primario, llevan signos de referencia con un apostrofe correspondiente. En este caso, los elementos en el lado primario y en el lado secundario, que presentan la misma o una funcion comparable, estan provistos con los mismos numeros. Cuando a continuacion no se remite explfcitamente al lado primario o al lado secundario, se utilizan signos de referencia sin apostrofe, que se refieren a ambos lados.

La parte primaria 1 y la parte secundara 1' presentan, respectivamente, una carcasa 2, que puede estar fabricada de un material habitual para carcasa de conector, como plastico, aluminio o acero inoxidable. Las carcasas 2 estan realizadas en forma de semicascara, de manera que su lado delantero esta cerrado con una placa frontal 3. En la zona trasera, que apunta hacia fuera de la placa frontal 3, en la carcasa 2 esta practicado un orificio de paso de cable 4 para un cable de conexion 5.

Directamente detras de la placa frontal 3 esta dispuesta en cada caso una bobina 10, que esta enrollada sobre un nucleo de ferrita 11 o bien sobre un cuerpo de bobina que esta insertado en el nucleo de ferrita 11. La bobina 10 puede estar enrollada con un conductor individual. Para la reduccion del efecto de piel, sin embargo, se prefiere una utilizacion de lizos de alta frecuencia de varios hilos.

En el ejemplo de realizacion representado, el nucleo de ferrita 11 es en el lado primario y en el lado secundario un nucleo de cazoleta redonda con un borde exterior 12 y con una boveda interior 13 concentrica a ella. Tal nucleo se designa tambien como nucleo-E (simetrico cilrndrico). En este caso, las secciones transversales del borde exterior 12 y de la boveda interior 13 son con preferencia aproximadamente del mismo tamano, para conseguir una densidad de flujo magnetico homogeneo teniendo en cuenta los diferentes campos de dispersion en el nucleo de ferrita 11. La utilizacion de nucleos de ferrita con otra geometna es igualmente posible. Por ejemplo, se pueden emplear nucleos cuadrados o rectangulares con nucleos de ferrita redondos o cuadrados o bien rectangulares. Tambien se pueden emplear cuerpos de bobinas, por ejemplo, con conductores encolados entre sf.

Hacia la placa frontal 3 respectiva estan abiertos los nucleos de ferrita 11, en cambio sobre el lado opuesto, el borde exterior 12 y la boveda interior 13 estan conectados entre sf por medio de un fondo de cazoleta. La bobina 10 esta insertada en cada caso en la ranura aqrn en forma de anillo entre el borde exterior 12 y la boveda interior 13. Un intersticio eventualmente presente todavfa entre el borde exterior y el borde interior de la bobina 10 y el nucleo de ferrita 11 se puede rellenar con un medio conductor de calor.

En el funcionamiento, para la transmision de energfa inductiva sin contacto, se pueden llevar la parte primaria 1 y la parte secundaria 1' con sus placas frontales 3, 3' dirigidas entre sf a una distancia mutua reducida. En la figura 1, esta distancia, que forma un intersticio de transmision, se representa como distancia de transmision d. La distancia de transmision d esta en el intervalo de 0 a algunos milfmetros o centimetres, en funcion del tamano, en particular del diametro de las bobinas 10 o bien de los nucleos de ferrita. En el funcionamiento, se impulsa la bobina 10 del lado primario, designada a continuacion tambien como bobina primaria 10, con una corriente alterna. Con preferencia, en este caso, a partir de la bobina primaria 10 y de un condensador de resonancia se forma un circuito de resonancia, cuya frecuencia esta en el intervalo de algunos kilohertzios (kHz) hasta algunos cientos de kHz, siendo especialmente preferida una frecuencia en el intervalo de algunas decenas de kHz. La corriente alterna, con la que se impulsa la bobina primaria 10, se prepara por un inversor. En el inversor se puede emplear para la generacion de la tension alterna e este caso, por ejemplo, un procedimiento de modulacion de la anchura del impulso (PWM). El inversor se encuentra sobre una pletina 20 dentro de la carcasa 2 de la parte primaria 1. En la figura se representan de forma ejemplar unos componentes electronicos 21 sobre la pletina 20. Para la proteccion del inversor contra una elevacion excesiva de la resonancia de la amplitud en el circuito de resonancia, formado por el condensador de resonancia mencionado y por la bobina primaria 10, se acciona el circuito de resonancia de forma ligeramente sobre-resonante, es decir, a frecuencias por encima de la frecuencia de resonancia. Durante una transmision de energfa, se condiciona el acoplamiento magnetico entre la bobina primaria 10 y la bobina 10' en el lado secundario, llamada a continuacion bobina secundaria 10', que es especialmente eficiente a traves de los nucleos de ferrita 11 y 11' presentes. En la bobina secundaria 10' se induce una tension, que esta preparada despues de la rectificacion, conversion de tension y, dado el caso, estabilizacion de la tension - como tension de salida en el cable de conexion 5' para la cesion de la energfa transmitida. Los componentes electronicos sobre el lado secundario estan dispuestos de la misma manera sobre una pletina 20', estando representados aqrn de nuevo de forma ejemplar componentes electronicos individuales 21'. De manera ventajosa, la bobina secundaria puede presentar una toma central, de manera que se puede utilizar un rectificador sincronizado.

Los nucleos de ferrita 11, 11' permiten una densidad de flujo magnetico alta, a traves de la cual es posible una transmision eficiente de energfa tambien con volumen pequeno de las bobinas. La transmision es en este caso relativamente tolerancia frente a un desplazamiento lateral de la parte primaria 1 y de la parte secundaria 1'. Esto es muy ventajoso, por ejemplo, en el campo de la automatizacion, puesto que se puede prescindir de una exactitud alta del posicionamiento para el establecimiento de una conexion de enchufe por contacto convencional.

En el ejemplo de realizacion representado de la figura 1, no estan previstos elementos de grna o de posicionamiento engranados entre sf, que alineanan la parte primaria 1 y la parte secundaria 1' lateralmente entre sf en el caso de enclavamiento. Debido a la ausencia de tales elementos, la parte primaria 1 y la parte secundaria 1' se pueden llevar a traves de un movimiento lateral, es decir, un movimiento en la direccion de la extension de las placas frontales 3, 3' a la posicion de funcionamiento o bien se pueden separar. Esto se ha revelado como especialmente ventajoso precisamente en el campo de la automatizacion, puesto que no es necesario un movimiento axial adicional de la parte primaria y de la parte secundaria de la parte primaria y de la parte secundaria 1, 1' entre sf para el establecimiento o separacion de una conexion de enchufe. De acuerdo con la finalidad de aplicacion planificada, en configuraciones alternativas, pueden estar previstos, sin embargo, tambien tales elementos de grna o de posicionamiento.

Tanto en la parte primaria 1 como tambien en la parte secundaria 1', entre el nucleo de ferrita 11 respectivo y la pletina 20 estan dispuestas unas esteras de conduccion de calor 14. En particular, en el lado primario, pero tambien en el lado secundario, los componentes electronicos 21 dispuestos en la pletina 20 representan una fuente de calor grande en la via de transmision. El calor perdido generado por estos elementos 21 se transmite a traves de las esteras de conduccion de calor 14 sobre el nucleo de ferrita 21. De esta manera, el nucleo de ferrita 11 se calienta en el funcionamiento a una temperatura de funcionamiento mas elevada que la que existina sin el acoplamiento termico en la pletina 20. Como consecuencia de ello, se eleva la eficiencia de la transmision de energfa, como se deduce con la ayuda de la figura 3. En lugar de las esteras de conduccion de calor 14 se puede emplear, por ejemplo, tambien una masa fundida, para acoplar termicamente la pletina 20 y el nucleo de ferrita 11.

La figura 3 muestra dependencias de la potencia de perdida espedfica PV para un material de ferrita ejemplar del nucleo de ferrita 11 en funcion de la frecuencia de funcionamiento f en aplicacion logantmica doble. La dependencia se indica en varias parejas de curvas para diferentes magnetizaciones, que vanan entre 50 mili-Tesla (mT) y 200 mT. En cada pareja de curvas, la curva continua superior indica la potencia de perdida espedfica a 25°C, es decir, aproximadamente a temperatura ambiente, y la curva de trazos inferior indica la potencia de perdida espedfica a una temperatura de 100°C del nucleo de ferrita. Se puede reconocer que sobre toda la gama de frecuencia representada para cada magnetizacion utilizada las perdidas a temperatura mas reducida en el nucleo de ferrita 11 son mayores que a temperatura mas elevada. La entrada descrita anteriormente de la potencia de perdida de los componentes electronicos como calor en el nucleo de ferrita 11 eleva su temperatura y, por consiguiente, reduce la potencia de perdida en el nucleo de ferrita 11 en virtud de la remagnetizacion. De esta manera, se mejora el rendimiento general del sistema de transmision. Este efecto se puede utilizar tanto en el lado primario como tambien en el lado secundario. Al mismo tiempo se emplea el nucleo de ferrita 11, 11' presente a traves del acoplamiento termico como cuerpo de refrigeracion para los componentes electronicos 21, 21', con lo que resulta como efecto adicional un ahorro de material y, por lo tanto, de costes.

Durante el funcionamiento del dispositivo de enchufe, en virtud de la potencia alta transmisible existe un potencial de peligro, cuando la parte primaria 1 se acciona sin que una parte secundaria 1' complementaria adecuada este dispuesta frente a esta. En el peor de los casos, se "acciona en vado" la parte primaria, lo que significana, sin embargo, un consumo de energfa de marcha en vado alto innecesario para la parte primaria y lo que no es deseable con respecto a una radiacion no deseada de contaminaciones electromagneticas. En cambio, puede ser menos peligroso el funcionamiento de la parte primaria 1 cuando esta esta posicionada frente a una superficie conductora, por ejemplo una superficie metalica. Las corrientes inducidas en la superficie metalica pueden calentar esta superficie. Tampoco la parte primaria debena accionarse con una parte secundaria no adecuada o defectuosa. En la figura 4 se describe un procedimiento de funcionamiento para una conexion de enchufe para la transmision de energfa inductiva sin contacto, que impide tanto un consumo de energfa elevado de la marcha en vado de la parte primaria 1, como tambien una transmision incontrolada de la energfa a otro elemento como una parte secundaria 1' apropiad. El procedimiento de funcionamiento representado se puede ejecutar, por ejemplo, con el dispositivo de enchufe descrito en conexion con las figuras 1 y 2. Por lo tanto, se describe de forma ejemplar con referencia a esta conexion de enchufe.

En una primera etapa S1 se emite una senal de tension alterna con primeros parametros predeterminados a la bobina primaria 10. En el ejemplo representado se ajustan primeros parametros predeterminados a tal fin para un procedimiento-PWM, por ejemplo una relacion de exploracion.

A continuacion, puede estar previsto en primer lugar en una etapa S2 un tiempo de retardo aqm de por ejemplo 15 milisegundos, que sirve para la estabilizacion del sistema a los ajustes en la etapa S1. La etapa S2 es opcional y se puede suprimir cuando el sistema necesita solo un tiempo insignificante corto para aplicar los ajustes modificados. Despues de la etapa S2 se mide en una etapa S3 la corriente a traves de la bobina primaria 1, como una variable de funcionamiento de la bobina primaria 10. Solo cuando la parte secundaria 1' esta presente frente a la parte primaria 1, la corriente medida permanece por debajo de un valor lfmite de la corriente predeterminado correlacionado con los primeros parametros. Adicional o alternativamente puede estar previsto considerar, ademas de la corriente a traves de la bobina primaria 1 propiamente dicha, la velocidad de modificacion temporal de esta corriente. En el lado secundario esta previsto normalmente un condensador de circuito intermedio en la tension rectificada, cuya carga conduce despues del ajuste de una senal de tension alterna con los primeros parametros predeterminados a una modificacion de la corriente a traves de la bobina primaria 1 con una curva de tiempo caractensticas. De esta manera, tanto a traves del valor absoluto de la corriente como tambien a traves de su velocidad de modificacion en la etapa S se puede determinar si una parte secundaria 1' esta dispuesta frente a una parte primaria 1.

Cuando no esta presente ninguna parte secundaria 1' o tambien cuando una superficie conductora esta dispuesta frente a la parte primaria 1, la corriente medida excede un valor lfmite y/o su velocidad de modificacion no muestra la curva caractenstica esperada. En este caso, el procedimiento se desvfa hacia una etapa S10, en la que la bobina primaria 10 no es impulsada ya con tension, con otras palabras no tiene lugar ninguna transmision de energfa. En este estado, el procedimiento permanece en la etapa s 11 durante un tiempo de retardo relativamente largo, que es aqm de forma ejemplar 0,5 segundos. Despues de la expiracion de este tiempo de retardo, se prosigue el procedimiento de nuevo con la etapa S1, en la que se aplica de nuevo una primera amplitud en la primera bobina 10. En un ciclo, cuya duracion corresponde aproximadamente al tiempo de retardo de la etapa S11, el sistema trata de establecer de esta manera una transmision de ene^a (procedimiento Polling). Puede estar previsto que se descargue un condensador eventualmente presente en el lado secundario a traves de un mecanismo de descarga en el tiempo de la etapa 11, de manera que cuando se reanuda de nuevo el procedimiento con la etapa S1, comienza en las mismas condiciones iniciales. Para la descarga puede estar presente en el lado secundario un sumidero de corriente que se desconecta despues de realizar el acoplamiento de la parte primaria 1 y de la parte secundaria 1' (ver la etapa S9), para reducir el consumo de energfa.

Cuando en la etapa S3 se establece que la corriente medida esta por debajo del valor lfmite y/o muestra la dependencia de tiempo esperada, se prosigue el procedimiento despues de otro tiempo de retardo corto en la etapa S4 con la etapa S5, en la que la altura de la tension en la bobina primaria 10 se determina como otra variable de funcionamiento. Si se establece en la etapa S5 que la tension no cumple determinados supuestos previstos, el procedimiento se desvfa de nuevo a la etapa S10. En cambio, si la tension esta en la zona predeterminada, se prosigue el procedimiento con una etapa S6.

En la etapa S6 se impulsa la bobina primaria 10 con una senal de la tension alterna con segundos parametros predeterminados. En el ejemplo representado, se ajustan a tal fin de manera similar a la etapa S1 segundos parametros del procedimiento-PWM, de nuevo, por ejemplo, a traves de la relacion de exploracion. Despues de un tiempo de retardo nuevo opcional en la etapa S7, que sirve para la estabilizacion del sistema a las condiciones modificadas de funcionamiento (ver la etapa S2), se mide en una etapa S8 siguiente de nuevo la tension que se aplica en la bobina. Si esta tension no cumple segundos criterios de tension predeterminados, que estan correlacionados con los segundos parametros, el sistema se desvfa otra vez a la etapa S10. Solo cuando en la etapa S8 se establece que tambien se cumplen los segundos criterios, se prosigue el procedimiento con una etapa S9, en la que se acciona la bobina primaria 10 para la transmision de energfa.

Durante el funcionamiento de la parte primaria 1 en la etapa S9 se determina continuamente la corriente a traves de la bobina primaria 1 y/o a traves de elementos de conmutacion del inversor. Si el valor absoluto de la corriente excede un valor lfmite determinado, se interrumpe el funcionamiento y se desvfa el procedimiento a la etapa S10. De esta manera, se reconoce en el lado primario una carga demasiado alta en el lado primario en el lado secundario. Ademas, con la ayuda de las corrientes se verifica la forma de las curvasen la salida del inversor. Desviaciones demasiado grandes de la forma de las curvas con respecto a una curva sinusoidal aluden a un lado secundario no correcto. Tambien se puede detectar de esta manera una retirada de una parte secundaria 1' por lo demas adaptada. En tal caso, el procedimiento se ramifica de la misma manera a la etapa S10.

El procedimiento representado tiene la ventaja de que se reconoce en el lado primario un lado secundario no correcto. No es necesario ningun reconocimiento desde la parte secundaria 1' a la parte primaria 1, para garantizar un funcionamiento seguro de la parte primaria 1. En un entorno de funcionamiento, se puede exponer el sistema a traves de condiciones ambientales y/o tambien a traves de una potencia de perdida propia a temperaturas en una zona amplia de temperaturas, por ejemplo entre -20°C y 100°C. Los parametros y/o los valores lfmites empleados en el procedimiento, por ejemplo en las etapas S3 y S8, pueden estar predeterminados en funcion de la temperatura, para asegurar en cada temperatura de funcionamiento posible un desarrollo correcto del procedimiento con reconocimiento seguro de un lado secundario que trabaja correctamente.

En una configuracion alternativa del conector de enchufe, se puede emplear de una manera alternativa o adicional un mecanismo de seguridad que se basa en un reconocimiento de una parte secundaria en la parte primaria.

En otra configuracion alternativa del conector de enchufe, puede estar previsto determinar y verificar continuamente el tamano del intersticio de aire en el funcionamiento. El intersticio de aire se puede determinar con la ayuda de una sintonizacion del circuito de resonancia sobre la frecuencia de resonancia dado el caso en conexion con la corriente que fluye en la bobina primaria. Puede estar previsto impedir la transmision de corriente en el caso de que se exceda una distancia d predeterminada (ver la figura 1).

Ademas, es posible prever en el lado secundario un acumulador de energfa, por ejemplo a traves de un condensador con alta capacidad para mantener un funcionamiento o funcionamiento de emergencia en el lado secundario en el caso de fallo temporal de la tension, por ejemplo durante un cambio de herramienta.

En una configuracion ventajosa del dispositivo de enchufe, este esta disenado para el funcionamiento en un medio lfquido. A tal fin, por una parte, la carcasa 2 esta obturada en conexion con la placa frontal 3 frente a un medio lfquido. Por otra parte, adicionalmente puede estar previsto un aislamiento termico, por ejemplo en forma de un intersticio de aire entre el nucleo de ferrita 11 y la placa frontal para conseguir el efecto descrito anteriormente de la mejora de la eficiencia a traves de calentamiento del nucleo de ferrita 11 tambien dentro de un medio circundante lfquido refrigerante. Ademas, se puede optimizar la transmision sobre el intersticio de transmision d a susceptibilidades magnetica modificadas del medio lfquido. La obturacion entre la carcasa 2 y la placa frontal 3 ofrece de manera mas ventajosa tambien una proteccion contra polvo y suciedad.

Lista de signos de referencia

1 Parte primaria

1' Parte secundaria

2,2' Carcasa

3,3' Placa de cubierta

4, 4' Cable de conexion

5, 5' Orificio de paso de cable

10 Bobina primaria

10' Bobina secundaria

11, 11' Nucleo de ferrita

12, 12' Borde exterior

13, 13' Boveda interior

14, 14 Estera conductora de calor

20, 20' Pletina

21, 21' Componentes electronicos

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. - Dispositivo de enchufe apropiado para la transmision de energfa inductiva sin contacto desde una parte primaria (1) hacia una parte secundaria (1'), cuyo dispositivo de enchufe contiene estas partes, que presentan en cada caso al menos una bobina (10, 10'), que se pueden acoplar entre sf por induccion, en donde la al menos una bobina (10, 10') colabora en cada caso con al menos un nucleo de ferrita (11, 11'), en donde en la parte primaria (1) esta dispuesto al menos un inversor con componentes electronicos (21) integrales con la bobina (10) y con el nucleo de ferrita (11) en una carcasa (2) y/o en la parte secundaria (1') esta dispuesto al menos un rectificador con componentes electronicos (21') integrales con la bobina (10') y con el nucleo de ferrita (11') en una carcasa (1), caracterizado porque los componentes electronicos (21, 21') respectivos estan en contacto termico con el nucleo de ferrita (11, 11') respectivo, en donde el nucleo de ferrita (11, 11') respectivo se puede calentar en el funcionamiento por medio de la potencia de perdida convertida en los componentes electronicos.

2. - Dispositivo de enchufe de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el nucleo de ferrita es un nucleo de cazoleta con borde exterior (12, 12') y boveda interior (13, 13').

3. - Dispositivo de enchufe de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que los componentes electronicos (21, 21') estan dispuestos en la parte primaria y en la parte secundaria (1, 1'), respectivamente, sobre una pletina (20, 20'), que esta acoplada termicamente a traves de un medio de transmision de calor con el nucleo de ferrita (11, 11').

4. - Dispositivo de enchufe de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que el medio de transmision de calor es una estera conductora de calor (14, 14').

5. - Dispositivo de enchufe de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que una transmision de calor desde la bobina (10, 10') respectiva sobre el nucleo de ferrita (11, 11') asociado esta elevada a traves de un medio de transmision de calor.

6. - Dispositivo de enchufe de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el interior de la carcasa (2, 2') esta obturado frente a un medio circundante, en particular frente a un lfquido circundante.

7. - Procedimiento de funcionamiento para un dispositivo de enchufe para la transmision de energfa inductiva sin contacto desde una parte primaria (1) hacia una parte secundaria (1') de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la parte primaria (1) realiza una medicion de variables de funcionamiento de una bobina primaria (10) empleada para la transmision de energfa inductiva e impide una transmision de energfa en funcion de las variables de funcionamiento medidas.

8. - Procedimiento de funcionamiento de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que las variables de funcionamiento se refieren a una tension en la bobina primaria (10) y/o a una corriente a traves de la bobina primaria (10), que resultan cuando la bobina primaria (10) es impulsada con una senal de tension alterna con parametros predeterminados.

9. - Procedimiento de funcionamiento de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que los parametros predeterminados son variables, en particular una relacion de exploracion, de un procedimiento-PWM, que se emplea para la generacion de la senal de tension alterna.