ES2907863T3

ES2907863T3 - Procedimiento y dispositivo para diagnosticar el desgaste de un aparato eléctrico de conmutación, y aparato eléctrico que comprende dicho dispositivo

Info

Publication number: ES2907863T3
Application number: ES17202694T
Authority: ES
Inventors: Maël Eugène Alain Remy; José Desforges; François Jean Maurice Rolard
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2037-11-21
Also published as: EP3336560B1; CN108205075B; FR3060758B1; EP3336560A1; FR3060758A1; KR102516910B1; JP2018141774A; CN108205075A; US11404223B2; US20180174768A1; JP7194498B2; KR20180070480A

Abstract

Procedimiento de diagnóstico del estado de desgaste de un aparato eléctrico (1) de conmutación conectado a una bobina (4) de accionamiento de los contactos (2) de dicho aparato eléctrico (1), comprendiendo el procedimiento una fase (15) de control de dicho aparato eléctrico (1), - dicha fase de control que utiliza: - datos de aprendizaje (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5, CRU) previamente cargados correspondientes a un tipo de producto representativo de dicho aparato eléctrico, y - datos de inicialización (CRP) correspondientes a dicho aparato a controlar y almacenados durante una fase de inicialización (14), y - dicha fase de control (15) que comprende: - recibir una señal de medida representativa de una magnitud eléctrica procedente de dicha bobina (4) y adquirir una curva de medición (CM) cuando dicho aparato eléctrico (1) está abierto, representando dicha curva de medición (CM) dicha señal en función del tiempo, - determinar (30, 31, 51) los valores de los descriptores locales (DL1, DL2, DL3, DL4, DL5) de dicha curva de medición (CM) en función de los valores de dicha curva de medición (CM), los datos de inicialización almacenados (CRP) y los primeros datos de aprendizaje cargados (CRU), - determinar (52) el posicionamiento de los valores de los descriptores locales (DL1, DL2, DL3, DL4, DL5) de la curva de medición (CM) con respecto a los segundos datos de aprendizaje (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5), representativos de las curvas de evolución (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5) de los descriptores representativos de características predefinidas de dicha señal eléctrica durante la vida útil de dicho aparato eléctrico, y - determinar (32, 53-55) una clase de estado global en función de dichos valores de posicionamiento de los valores de los descriptores locales (DL1, DL2, DL3, DL4, DL5) y de la curva de medición (CM) con respecto a dichos segundos datos de aprendizaje (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para diagnosticar el desgaste de un aparato eléctrico de conmutación, y aparato eléctrico que comprende dicho dispositivo

Campo técnico

La invención se refiere a un procedimiento de diagnóstico del estado de desgaste de un aparato eléctrico de conmutación que comprende una fase de control de dicho aparato eléctrico. La invención también se refiere a un dispositivo de diagnóstico y a un aparato que implementa el procedimiento.

Estado de la técnica

Los procedimientos y dispositivos para diagnosticar el estado de aparatos eléctricos suelen contrastar una o más características eléctricas con una plantilla de valores. Estas características suelen incluir una tensión, una corriente o un marcador de tiempo de un punto notable de una señal eléctrica. Un procedimiento de diagnóstico de este tipo se divulga en la solicitud de patente EP2584575.

Otros procedimientos determinan el desgaste de los contactos de los aparatos eléctricos, como los contactos, evaluando un tiempo entre dos eventos o la duración de un evento. Por ejemplo, un tiempo entre la orden de abrir o cerrar los contactos y el momento real de dicha apertura o cierre. Una solicitud de patente WO03054895 describe una forma particular de detectar el desgaste de los contactos en un aparato eléctrico en función del tiempo de aparición de una corriente primaria después de una orden de control. Otros documentos, como el EP1475813A1, WO2005/104155A1, DE10352580B3, DE102011016895A1, US2007/222427A1, WO2012/072810A1, EP2328159A1, GB2158253Ay US2016/131713A1 divulgar formas alternativas de determinar el desgaste de los contactos de los aparatos eléctricos.

Los procedimientos y dispositivos de diagnóstico conocidos ofrecen resultados satisfactorios, pero no son fáciles de implementar en los aparatos existentes o ya instalados. Por lo general, es necesario intervenir en los aparatos eléctricos. Además, se necesitan mayores niveles de precisión y certeza en el control de ciertos aparatos eléctricos, como los contactores.

Descripción de la invención

La invención se dirige a un procedimiento y dispositivo de diagnóstico de un aparato eléctrico que proporciona un resultado con mayor certeza y que es fácil de implementar en los aparatos eléctricos.

Según la invención, que se describe en la reivindicación 1, en un procedimiento de diagnóstico del estado de desgaste de un aparato eléctrico de conmutación que comprende una fase de control de dicho aparato eléctrico, - dicha fase de control utiliza:

- datos de aprendizaje previamente cargados correspondientes a un tipo de producto representativo de dicho aparato eléctrico, y

- datos de inicialización correspondientes al aparato a controlar y que se almacenan en una fase de inicialización,

y

- dicha fase de control comprende:

- la medición y adquisición de una curva de medición en la apertura de dicho aparato eléctrico, - la determinación de los valores de los descriptores locales de dicha curva de medición basándose en los valores de dicha curva de medición, los datos de inicialización almacenados y los primeros datos de aprendizaje cargados,

- la determinación del posicionamiento de los valores de los descriptores locales de la curva de medición con respecto a los segundos datos de aprendizaje representativos de las curvas de evolución de los descriptores representativos de las características predefinidas de dicha señal eléctrica durante la vida útil de dicho aparato eléctrico, y

- la determinación de una clase de estado global según dichos valores de posicionamiento de los valores de los descriptores locales y la curva de medición con respecto a dichos segundos datos de aprendizaje.

Preferentemente, en el procedimiento de diagnóstico, la determinación de una clase de estado global comprende: - al menos tres determinaciones de clases de estado intermedias basadas en las posiciones más cercanas de dichos descriptores locales, y

- la selección de dicha clase global basada en dichas clases intermedias.

Ventajosamente, un primer descriptor es representativo de la diferencia de valor entre dos puntos notables de dicha curva de medición.

Preferentemente, en el procedimiento de diagnóstico:

- los datos de inicialización incluyen al menos una curva de referencia específica del producto a controlar, registrada al principio de la vida del producto tras la estabilización de las mediciones, y

- un segundo descriptor es representativo de la desviación entre una curva de medición y dicha curva de referencia específica, cuanto más se aleje la curva de medición de la curva de referencia específica, más se considerará que el aparato está desgastado.

Preferentemente, en el procedimiento de diagnóstico:

- los datos de aprendizaje cargados comprenden al menos una curva de referencia de un aparato desgastado correspondiente a una señal eléctrica durante una apertura de un aparato desgastado, y

- un tercer descriptor es representativo de la desviación entre una curva de medición y dicha curva de referencia desgastada, cuanto más se acerque la curva de medición a la curva de referencia desgastada, más se considerará que el aparato está desgastado.

Ventajosamente, un cuarto descriptor corresponde a una superficie de curva o a una integral entre dos puntos notables de la curva que la mide o a dos umbrales de valores según una primera dirección de variación y según una segunda dirección de variación opuesta.

Ventajosamente, un quinto descriptor corresponde a un cambio de valor de un punto notable, como el cambio de signo de la variación de una señal en la curva de medición.

Preferiblemente, dichas curvas de evolución del descriptor se cargan en un formato de definición de segmento de línea para reducir el espacio de memoria requerido para dichos datos de aprendizaje.

En una realización preferida, los valores de dichas curvas descriptoras precargadas se asocian con las clases de condición o desgaste de los aparatos a controlar.

Según una realización particular, el procedimiento comprende:

- una fase de aprendizaje preliminar para recoger, durante un número predeterminado de maniobras, datos de aprendizaje representativos:

- de al menos una curva de referencia de un aparato desgastado correspondiente a una señal eléctrica durante una apertura de dicho aparato desgastado, y

- de al menos dos curvas de evolución de descriptores representativos de características predefinidas de dicha señal eléctrica durante la vida de dicho aparato eléctrico,

- un almacenamiento de dichos datos de aprendizaje,

- la carga de dichos datos de aprendizaje, y

- la utilización de los datos de aprendizaje en dicha fase de control de dicho aparato eléctrico.

Preferentemente, el procedimiento comprende:

- una fase de inicialización para determinar dichos datos de inicialización que comprenden dicha curva de referencia específica determinada del producto a controlar:

- tras un número predeterminado de mediciones, y/o

- cuando la curva de medición varía muy poco entre dos mediciones consecutivas,

- registrar dicha curva de referencia específica, y

- la utilización de los datos de inicialización en dicha fase de control de dicho aparato eléctrico.

Según la invención, en un dispositivo para diagnosticar el estado de desgaste de un aparato eléctrico de conmutación conectado a una bobina electromagnética para el accionamiento de contactos de dicho aparato eléctrico de conmutación, el dispositivo de diagnóstico comprende un circuito de procesamiento para implementar el procedimiento de diagnóstico definido anteriormente.

En una realización particular, el circuito de procesamiento comprende un módulo de procesamiento de diagnóstico local próximo a dicho aparato conectado a un módulo de procesamiento externo remoto de dicho aparato.

Según la invención, un aparato eléctrico, que comprende contactos eléctricos de potencia accionados por una bobina electromagnética de control, comprende un dispositivo para diagnosticar el estado de desgaste del aparato eléctrico de conmutación conectado a dicha bobina electromagnética de accionamiento de dichos contactos y que implementa el procedimiento de diagnóstico definido anteriormente.

Breve descripción de los dibujos

Otras ventajas y características se harán evidentes a partir de la siguiente descripción de realizaciones particulares de la invención, dadas como ejemplos no limitantes, y mostradas en los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 muestra un diagrama general de un aparato eléctrico que comprende un dispositivo de control según una realización de la invención;

- la figura 2 representa una fase de aprendizaje de un procedimiento según una realización de la invención; - la figura 3 muestra una fase de carga de un dispositivo y un procedimiento según una realización de la invención;

- la figura 4 muestra una fase de inicialización y procesamiento de un dispositivo y un procedimiento según una realización de la invención;

- la figura 5 muestra una curva de medición de la señal cuando se abre un aparato eléctrico a controlar;

- la figura 6 muestra un modelo descriptor para un dispositivo y un procedimiento según una realización de la invención;

- las figuras 7 a 11 representan curvas de evolución de los descriptores desarrolladas durante una fase de aprendizaje y utilizadas para un dispositivo y un procedimiento según un modo de realización de la invención; - la figura 12 muestra las tablas de decisión utilizando descriptores y curvas descriptoras;

- la figura 13 muestra una curva de medición de la señal para un aparato en buen estado o nuevo y una curva de medición de la señal para un aparato desgastado;

- la figura 14 muestra las etapas de la fase de inicialización de un procedimiento según una realización de la invención;

- la figura 15 muestra una fase de control de un procedimiento según una realización de la invención; y

- la figura 16 muestra las etapas de una fase de control de un procedimiento según una realización de la invención.

Descripción detallada de los modos de realización

En la figura 1, un aparato eléctrico 1 del tipo contactor comprende uno o más contactos eléctricos de potencia 2 para suministrar o interrumpir el suministro eléctrico a una carga 3. Los contactos eléctricos están controlados por una bobina electromagnética 4. Un circuito de control 5 acciona la bobina electromagnética 4 para cerrar o abrir los contactos 2. El circuito 5 también controla una corriente que fluye en la bobina durante una fase de entrada cuando los contactos están cerrados y durante una fase de retención cuando los contactos están cerrados con energía y corriente de control reducidas.

Un dispositivo de diagnóstico del desgaste del aparato 1 está asociado o forma parte del aparato eléctrico. Este dispositivo 10 recibe una señal representativa de una magnitud eléctrica como la tensión o la corriente de la bobina de control del contacto 4. Ventajosamente, el dispositivo 10 está conectado en paralelo a la bobina para recibir una señal de tensión generada por la bobina cuando se abren los contactos. También se puede utilizar una señal de corriente que circule por la bobina. Sin embargo, en una realización preferida, una señal de tensión es ventajosamente más estable y más fácil de usar. Así, el dispositivo 10 comprende un convertidor analógico-digital 6 conectado a la bobina 4, un módulo de diagnóstico 7 conectado al convertidor para recibir la señal y procesar el diagnóstico del aparato eléctrico, y un dispositivo 8 para señalar el estado del aparato eléctrico, en particular su nivel de desgaste de los contactos. El módulo de diagnóstico 7 también puede conectarse y procesar datos con otro módulo de procesamiento externo o remoto 9. En este caso, el dispositivo de diagnóstico consta de dos o más partes. También es posible que las partes externas sean comunes a varios dispositivos o estén centralizadas. El módulo de procesamiento 9 puede proporcionar una señalización remota del estado del aparato. Por supuesto, las comunicaciones entre módulos y dispositivos pueden ser por cable o inalámbricas.

Así, el control y el diagnóstico del desgaste del aparato eléctrico como un contactor se realiza preferentemente analizando la tensión de la bobina en la apertura de dicho contactor. Esta tensión es representativa de la velocidad de movimiento de la parte móvil del contactor. En este caso, el desgaste de los contactos provoca una disminución de la velocidad de movimiento de la parte móvil del aparato eléctrico.

El diagnóstico del estado de desgaste de los aparatos eléctricos implica una fase de aprendizaje previo realizada sobre un gran número de productos durante los ciclos de vida de dichos aparatos. Esta fase de aprendizaje permite adquirir datos de aprendizaje que primero se memorizarán, modelarán y almacenarán y luego se cargarán en cada aparato a controlar para controlar su propio desgaste. La figura 2 muestra una fase de aprendizaje 11 y el almacenamiento 12 de los datos de aprendizaje.

Durante la fase de aprendizaje, las curvas de medición se adquieren cuando los aparatos se abren en el ciclo de desgaste. Las curvas de medición representan una señal eléctrica que dura unas decenas de milisegundos, por ejemplo de 30 ms a 50 ms para un aparato eléctrico de tamaño medio. Estos tiempos pueden variar mucho según el tamaño y el tipo de aparato. La señal se suele muestrear con unos cientos de muestras, por ejemplo entre 80 y 500 muestras, pero también se puede utilizar un número diferente, dependiendo de la capacidad de cálculo de un procesador utilizado en el dispositivo de diagnóstico.

Durante la fase de aprendizaje, los aparatos eléctricos se someten a la cantidad de conmutación que se requiere para controlar la vida de un aparato. Para un contactor, el número de operaciones puede ser, por ejemplo, de 800.000, aunque también pueden utilizarse otros valores. Como la cantidad de datos puede ser considerable, la evolución de las características del aparato eléctrico se define mediante los descriptores D1, D2, D3, D4, D5 asociados a las características eléctricas y las curvas de evolución CD1, CD2, CD3, CD4, CD5 de dichos descriptores durante la vida útil de un aparato eléctrico. Para reducir aún más el tamaño de los datos de aprendizaje que se cargarán posteriormente en los aparatos a diagnosticar, las curvas de evolución de los descriptores CD1, CD2, CD3, CD4, CD5 se registran como datos representativos de segmentos de línea del tipo a bx. Una curva de evolución puede tener varios segmentos de línea sucesivos que definen la vida de un aparato. El conjunto de curvas de evolución de los descriptores CD1, CD2, CD3, CD4, CD5 forma un espacio multidimensional a lo largo de la vida de un producto. Las piezas, las porciones de las curvas o los valores de los descriptores se asocian a las clases de desgaste del aparato eléctrico. Debido al número de maniobras de los aparatos, las curvas de medición no se adquieren necesariamente en cada apertura. La adquisición de las curvas de medición puede espaciarse en intervalos regulares del número de maniobras o de forma más relevante según la evolución de los aparatos. Por ejemplo, el número de maniobras puede ser más frecuente al final de la vida y muy espaciado al principio de la misma.

La fase de aprendizaje también proporciona una curva de referencia utilizada CRU. Esta curva de referencia desgastada se extrae de las curvas de medición al final de la vida útil de los aparatos que sirven para el aprendizaje. La curva de referencia utilizada CRU puede ser una curva promediada sobre varias curvas de medición y/o sobre varios aparatos desgastados.

Así, al final de la fase de aprendizaje, los datos de aprendizaje como las curvas descriptoras CD1, CD2, CD3, CD4, CD5 y la curva de referencia desgastada CRU son primero memorizados, modelados y almacenados y luego cargados en cada aparato para controlar su propio desgaste. Estos datos de aprendizaje son comunes a todos los dispositivos de control asociados al mismo tipo de aparato. La figura 3 ilustra una fase de carga 13 de los datos de aprendizaje previamente almacenados en los aparatos a diagnosticar.

En una primera realización preferida, un procedimiento de diagnóstico según la invención comprende:

- una fase de aprendizaje preliminar 11 para recoger, durante un número predeterminado de maniobras, datos de aprendizaje representativos:

- de al menos una curva CRU de referencia de un aparato desgastado correspondiente a una señal eléctrica durante una apertura de dicho aparato desgastado 1, y

- de al menos dos curvas de evolución de los descriptores CD1, CD2, CD3, CD4, CD5 representativas de características predefinidas de dicha señal eléctrica durante la vida útil de dicho aparato eléctrico, - almacenamiento de datos de aprendizaje,

- la carga de datos de aprendizaje, y

- el uso de los datos de aprendizaje en una fase de control del aparato eléctrico.

En una realización preferida, un procedimiento de diagnóstico según la invención comprende también una fase de inicialización 14 para determinar los datos de inicialización que comprenden una curva de referencia específica determinada CRP del producto a controlar, y utilizar dichos datos de inicialización en dicha fase de prueba 15 de dicho aparato eléctrico.

Durante la fase de control, los descriptores locales DL1, DL2, DL3, DL4, DL5 específicos de cada aparato a controlar se determinan durante la adquisición de las curvas de medición CM. Estos descriptores son del mismo tipo que los utilizados para desarrollar las curvas globales de los descriptores CD1, CD2, CD3, CD4, CD5. En el modo de realización preferido que comprende cinco descriptores D1, D2, D3, D4, D5, estos descriptores darán respectivamente cinco curvas globales CD1, CD2, CD3, CD4, CD5 de evolución previamente elaboradas registradas y cargadas, y respectivamente cinco descriptores locales DL1, DL2, DL3, DL4, DL5 específicos de cada aparato resultantes de las curvas de medición cuando se abre el aparato eléctrico.

La figura 5 muestra una curva de medición CM representativa de una señal de tensión eléctrica de una bobina de control en la apertura de un aparato eléctrico. Dicha curva puede ser tanto una curva de medición CM durante la fase de prueba de un aparato eléctrico como una curva de medición durante la fase de aprendizaje para el desarrollo de curvas descriptoras.

Un primer descriptor D1 es representativo de la desviación o diferencia 20 de valor entre dos puntos notables 21 y 22 de la curva de medición Cm . Estos puntos 21 y 22 son ventajosamente puntos de cambio de dirección de la variación de la señal o de cambio de signo de la derivada de dicha señal de medida. En un primer punto 21, la señal aumentaba y luego disminuía en valores relativos, y en un segundo punto 22, la señal disminuía y luego aumentaba en valores relativos. La diferencia de valor entre el primer punto 21 y el segundo punto 22 tiende a disminuir durante la vida del producto. La figura 7 muestra una curva CD1 que representa la evolución de este descriptor D1.

Un segundo descriptor D2 es representativo de la desviación, la variación, la diferencia o la correlación entre una curva de medición CM de una señal a medir y una curva de referencia inicial o específica de PCR de un producto a controlar. Por ejemplo, en valores normalizados, este descriptor puede tener un valor cercano a "1" si la curva de medición CM está cerca de la curva de PCR específica o de referencia inicial y un valor cercano a cero "0" si la curva de medición CM es muy diferente o está lejos de la curva de PCR específica o de referencia inicial. Durante la vida del producto, el valor del descriptor D2 cambia de un valor cercano a 1 a un valor cercano a cero. La figura 8 muestra una curva CD2 que representa la evolución de este descriptor D2. Por lo tanto, cuanto más alejada esté la curva de medición CM de la curva de referencia específica PCR, más desgastado estará el aparato.

Un tercer descriptor D3 es representativo de la desviación, la variación, la diferencia o la correlación entre una curva de medición CM de una señal a medir y una curva de referencia utilizada CRU de un producto a controlar. La curva de referencia utilizada se carga previamente. Por ejemplo, en valores normalizados este descriptor puede tener un valor cercano a cero "0" si la curva de medición CM es muy diferente o lejana de la curva de referencia desgastada CRU y un valor cercano a "1" si la curva de medición CM se acerca a la curva de referencia desgastada. Durante la vida del producto, el valor del descriptor D3 cambia de un valor cercano a "0" a un valor cercano a "1". La figura 9 muestra una curva CD3 que representa la evolución de este descriptor D3. Por lo tanto, cuanto más cerca esté la curva de medición CM de la curva de referencia desgastada CRU, más desgastado se considerará el aparato.

Un cuarto descriptor D4 es representativo de una integral 23 de la señal de la curva de medición CM entre dos puntos notables 24 y 25. Ventajosamente, los puntos notables pueden ser respectivamente un primer umbral 26 después del primer cambio de dirección de la variación de la señal y un segundo umbral 27 después del segundo cambio de dirección de la variación de la señal. Durante la vida del producto, el valor del descriptor D4 disminuye en términos absolutos. En la realización descrita, el valor es negativo y se acerca a cero mostrando una curva ascendente. La figura 10 muestra una curva CD4 representativa de la evolución de este descriptor D3.

Un quinto descriptor D5 es representativo del valor de un punto notable 22 de la curva CM de medición. Este punto es ventajosamente un punto de cambio de dirección de la variación de la señal o de cambio de signo de la derivada de dicha señal de medida. Preferentemente, un punto notable puede ser un segundo punto de cambio de signo 22 en el que la señal disminuye y luego aumenta su valor relativo. La figura 11 muestra una curva CD5 que representa la evolución de este descriptor D5. Esta curva se deriva de una curva de aprendizaje que se muestra en la Figura 6. En esta figura 6, durante la fase de aprendizaje se realizó un gran número de mediciones del descriptor D5, que se muestran mediante una curva ND5. A continuación, estos numerosos valores se modelaron como segmentos de línea para obtener la curva de evolución del descriptor CD5 que se cargará en los aparatos a controlar. Esta curva de la figura 11 comprende, por ejemplo, cinco segmentos 28. El número de segmentos no está limitado, pero es preferiblemente entre 1 y 20. Sin embargo, son posibles otros modos de modelización, como la escalonada o la polinómica.

Al principio de las curvas de evolución global de los descriptores CD1, CD2, CD3, CD4, CD5, los descriptores están asociados a clases particulares CL1 de aparatos nuevos o en rodaje, mientras que al final de las curvas los descriptores están asociados a clases CL3 de aparatos desgastados. Entre las clases CL1 y CL3, los descriptores están asociados a las clases CL2 de los aparatos en funcionamiento normal.

El uso de al menos dos o más descriptores D1, D2, D3, D4, D5 permite detectar con mayor precisión o certeza el estado de desgaste de un aparato eléctrico a controlar. Los descriptores descritos anteriormente dependen de las magnitudes eléctricas. Sin embargo, también pueden utilizarse otros descriptores combinando las magnitudes eléctricas con las ambientales, como la temperatura o la posición horizontal o vertical de un aparato. Estas cantidades pueden utilizarse para seleccionar los descriptores en función del entorno. Las curvas descriptoras también pueden seleccionarse en función del tipo de uso particular del aparato eléctrico. Los datos de parametrización para definir el tipo de producto o aparato eléctrico y el uso del aparato también se cargan con los datos de aprendizaje correspondientes durante la fase de carga.

La figura 12 muestra ejemplos de valores de descriptores D1, D2, D3, D4, D5 y su comparación o posicionamiento con respecto a las curvas de evolución de los descriptores CD1, CD2, CD3, c D4, CD5 según una realización de la invención. El recuadro 30 muestra un formato de una curva de medición CM en cinco descriptores Pt1= {D1; D2; D3; D4; D5}. En el recuadro 31 se indican los valores normalizados de estos descriptores correspondientes a un punto de medición o a una curva de medición Pt1 {51; 0,996; 0,881; -70; -87}. El recuadro 32 muestra las situaciones más similares clasificándolas a partir de la menor diferencia global (33). En este caso, hay seis situaciones (34) más cercanas entre sí con tres clases de desgaste 1, dos clases 2 y una clase 3. Si la decisión se toma sobre las cinco situaciones más cercanas, el resultado será la clase de desgaste mayoritario, es decir, la clase 1.

Cuando los datos de aprendizaje se cargan en un dispositivo preparado para diagnosticar el desgaste de un aparato eléctrico como un contactor. Una fase de inicialización permite almacenar los datos iniciales específicos del aparato a controlar. Ventajosamente, estas características iniciales incluyen la adquisición de una curva de referencia de PCR específica. Esta curva de referencia se almacena preferentemente después de que el aparato haya sido rodado durante un número predeterminado de primeras aperturas y/o cuando las variaciones de la curva de medición CM se vuelven estables.

La figura 13 muestra dos ejemplos de curvas. Una primera curva de medición CM para aparatos nuevos, que también puede ser una curva de referencia específica CRP, y una curva CM para aparatos desgastados, que también puede ser una curva de referencia de aparatos desgastados precargada CRU. Las demás curvas de medición CM durante la vida útil del aparato se situarán entre estas dos curvas de referencia CRP y CRU.

La figura 14 muestra un diagrama de flujo que representa una fase de inicialización 14 para determinar dichos datos de inicialización que incluyen dicha curva de referencia específica CRP del producto a controlar en el que está instalado o asociado el dispositivo de control. Una etapa 40 muestra el inicio de la fase de inicialización. Un procedimiento 41 para determinar una curva de referencia de PCR específica incluye una etapa de procesamiento 42 en el que se adquieren curvas de medición consecutivas y una etapa 43 para controlar la estabilidad de la curva. La curva CM se reconoce como estable después de un número predeterminado de mediciones Nestable, y/o cuando la curva de medición CM varía muy poco entre dos mediciones consecutivas CMn y CMn-1.

En una etapa 44, la curva de medición CM se almacena como su propia curva de referencia CRP. Después de un número mínimo de maniobras, cuando los espacios entre las curvas después de cada apertura se vuelven pequeños. Esta curva es representativa de las características eléctricas de la tensión o de la corriente al principio de la vida útil del producto después del rodaje. Es válido hasta el final de la vida útil del producto. En otra realización, para mejorar aún más la estabilidad de la curva a registrar, la curva de referencia específica de PCR también puede ser un promedio de algunas curvas estables CM.

Esta curva CRP propia de referencia se utiliza, en particular, para determinar al menos un descriptor D2 en la fase de control 15 de dicho aparato eléctrico.

La figura 15 muestra que después de la fase de carga 13, en la que se cargan previamente los datos de aprendizaje correspondientes a un tipo de producto representativo de dicho aparato eléctrico, y de la fase de inicialización 14, en la que se almacenan los datos de inicialización correspondientes a dicho aparato a controlar, una fase de prueba 15 inicia la prueba cuando se abre el aparato eléctrico.

En esta realización particular, una etapa 45 detecta la apertura del aparato eléctrico. Cuando se detecta la apertura, una etapa 46 realiza el control del aparato. Esta detección puede realizarse mediante una señal externa al dispositivo o mediante el análisis de la señal de medición o su variación. La fase de prueba se inicia preferentemente cada vez que se abre el aparato eléctrico. Sin embargo, también puede iniciarse en un intervalo más largo, por ejemplo, después de un número predeterminado de aperturas. La inspección también puede depender de la vida útil del aparato, por ejemplo, la inspección puede ser menos frecuente al principio de la vida útil después del rodaje y más frecuente al final de la vida útil para mayor precisión.

La figura 16 muestra un diagrama de flujo de una fase de control 15 con detalles de una etapa de control según una realización de la invención.

Dicha fase de control comprende:

- en una etapa 50, medir y adquirir una curva de medición CM en la apertura del aparato a controlar,

- en una etapa 51, determinar los valores de los descriptores locales DL1, DL2, DL3, DL4, DL5 de la curva de medición CM en función de dicha curva de medición CM, de los datos de inicialización almacenados CRP y de los primeros datos de aprendizaje, como la curva de referencia utilizada CRU,

- en una etapa 52, determinar el posicionamiento de los valores del descriptor DL1, DL2, DL3, DL4, DL5 de la curva de medición CM con respecto a los segundos datos de aprendizaje cargados, como las curvas de evolución del descriptor CD1, CD2, CD3, CD4, CD5,

- en las etapas 53-55, determinar una clase de estado global basada en dichos valores de posicionamiento de los valores del descriptor DL1, DL2, DL3, DL4, DL5 de la curva de medición CM con respecto a los segundos datos de aprendizaje cargados.

Preferiblemente, la determinación de una clase de estado global comprende:

- en una etapa 53, determinar los puntos más cercanos o las desviaciones entre los valores locales del descriptor DL1, DL2, DL3, DL4, DL5 de la curva de medición CM y las correspondientes curvas de tendencia del descriptor CD1, CD2, CD3, CD4, CD5,

- en una etapa 54, al menos tres determinaciones de clases de estados intermedias CLI basadas en las posiciones más cercanas de los descriptores con respecto a dichas curvas de evolución de los descriptores, - en una etapa 55, seleccionar dicha clase global en función de los resultados de dichas clases intermedias, y - en una etapa 56, señalar o comunicar la clase de desgaste global del aparato.

En la etapa 53, la determinación de las desviaciones más cercanas puede realizarse preferentemente de forma global, por ejemplo con un punto definido por los valores de todos los descriptores. Sin embargo, también puede hacerse de forma individual en cada descriptor o de forma mixta o semiglobal con una parte de los descriptores agrupados y otra parte individual.

En la etapa 56, el indicador de estado del aparato eléctrico 8 puede mostrar la clase de desgaste general con un indicador separado o canalizar el valor de la clase. Sin embargo, los valores de clase pueden agruparse, por ejemplo, una clase de aparato en rodaje y una clase de funcionamiento normal pueden notificarse como grupo o juntas en una sola señal.

La descripción anterior se refiere a cinco descriptores, sin embargo, se pueden utilizar otros descriptores para caracterizar el comportamiento de un aparato eléctrico durante su vida útil. El número de descriptores también puede ser diferente, a partir de un descriptor el procedimiento y el dispositivo permiten aprovechar las realizaciones de la invención. Sin embargo, un gran número de descriptores permite una identificación más precisa de las clases de desgaste.

Según una realización de la invención, el dispositivo para diagnosticar el estado de desgaste de un aparato eléctrico de conmutación está conectado a una bobina electromagnética para accionar los contactos de un aparato eléctrico de conmutación. Incluye un circuito de procesamiento para implementar el procedimiento de diagnóstico descrito anteriormente.

Un aparato eléctrico que comprende contactos de potencia eléctrica accionados por una bobina de control electromagnética según la invención comprende un dispositivo para diagnosticar el estado de desgaste de un aparato eléctrico de conmutación conectado a dicha bobina electromagnética para accionar dichos contactos con el fin de implementar el procedimiento de diagnóstico descrito anteriormente.

El dispositivo y el procedimiento pueden implementarse de forma permanente o temporal en el aparato a controlar. También pueden utilizarse en aparatos eléctricos ya instalados. Además, algunas etapas del procedimiento pueden realizarse localmente cerca del aparato y otras etapas se realizan de forma remota o centralizada. Por ejemplo, la adquisición de las curvas CM puede ser local y el resto del procesamiento puede hacerse a distancia para cálculos más elaborados. En este caso, el procesamiento se comparte entre un módulo local 7 y un módulo remoto 9, como se muestra en la figura 1.

Durante las fases de aprendizaje y control se identifican varios tipos de cargas o categorías de trabajo. El tratamiento de los tipos de carga se realiza preferentemente de forma global durante la fase de aprendizaje para poder tener en cuenta diferentes situaciones. Por ejemplo, se utilizarán varios aparatos durante una duración de vida útil para diferentes tipos de carga. Las curvas descriptoras serán representativas de curvas con aparatos que han tenido diferentes cargas o condiciones de uso.

Las categorías de uso de los aparatos eléctricos, como los contactores eléctricos, dependen en particular de:

- el tipo de carga: no inductiva, inductiva, motor de anillo colector, motor de jaula;

- el tipo de control: puesta en tensión, conmutación, arranque, frenado, sacudida;

- el tipo de aplicaciones: distribución, calefacción, compresores, ventilación, ascensores, bombas, máquinas diversas; y/o

- combinaciones de varios criterios.

También es posible identificar un tipo particular de carga o uso y caracterizar el procedimiento en consecuencia. Por ejemplo, para cargas capacitivas o de otro tipo.

Las clases de desgaste para cada categoría de uso se definen mediante descriptores. Nos permiten caracterizar el estado del producto y tener una indicación de su vida útil.

Una lista no limitativa de clases principales puede ser:

- Clase 1: producto nuevo o en rodaje

- Clase 2: Producto en uso

- Clase 3: producto desgastado

- Clase 4: producto al final de su vida útil

En las realizaciones preferidas descritas anteriormente, la evaluación del desgaste de los contactos se realiza ventajosamente a partir de la medición de la tensión de la bobina del contactor. Sin embargo, se pueden utilizar otras señales, incluyendo una señal representativa de una corriente que fluye a través de la bobina.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de diagnóstico del estado de desgaste de un aparato eléctrico (1) de conmutación conectado a una bobina (4) de accionamiento de los contactos (2) de dicho aparato eléctrico (1), comprendiendo el procedimiento una fase (15) de control de dicho aparato eléctrico (1),

- dicha fase de control que utiliza:

- datos de aprendizaje (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5, CRU) previamente cargados correspondientes a un tipo de producto representativo de dicho aparato eléctrico, y

- datos de inicialización (CRP) correspondientes a dicho aparato a controlar y almacenados durante una fase de inicialización (14),

y

- dicha fase de control (15) que comprende:

- recibir una señal de medida representativa de una magnitud eléctrica procedente de dicha bobina (4) y adquirir una curva de medición (CM) cuando dicho aparato eléctrico (1) está abierto, representando dicha curva de medición (CM) dicha señal en función del tiempo,

- determinar (30, 31, 51) los valores de los descriptores locales (DL1, DL2, DL3, DL4, DL5) de dicha curva de medición (CM) en función de los valores de dicha curva de medición (CM), los datos de inicialización almacenados (CRP) y los primeros datos de aprendizaje cargados (CRU), - determinar (52) el posicionamiento de los valores de los descriptores locales (DL1, DL2, DL3, DL4, DL5) de la curva de medición (CM) con respecto a los segundos datos de aprendizaje (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5), representativos de las curvas de evolución (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5) de los descriptores representativos de características predefinidas de dicha señal eléctrica durante la vida útil de dicho aparato eléctrico, y

- determinar (32, 53-55) una clase de estado global en función de dichos valores de posicionamiento de los valores de los descriptores locales (DL1, DL2, DL3, DL4, DL5) y de la curva de medición (CM) con respecto a dichos segundos datos de aprendizaje (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5).

2. Procedimiento de diagnóstico según la reivindicación 1, caracterizado porque la determinación de una clase de estado global comprende:

- al menos tres determinaciones (52, 54) de clases de estado intermedias (ISC) en función de las posiciones más cercanas de dichos descriptores locales, y

- la selección (55) de dicha clase global en función de dichas clases intermedias (32).

3. Procedimiento de diagnóstico según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque un primer descriptor (D1, DL1) es representativo de la diferencia (20) de valor entre dos puntos notables (21, 22) de dicha curva de medición (CM).

4. Procedimiento de diagnóstico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque:

- los datos de inicialización incluyen al menos una curva de referencia específica (CRP) del producto a controlar registrada al principio de la vida del producto tras la estabilización de las mediciones, y

- un segundo descriptor (D2, DL2) es representativo de la desviación entre una curva de medición (CM) y dicha curva de referencia específica (CRP), cuanto más se aleje la curva de medición (CM) de la curva de referencia específica (CRP) más se considerará que el aparato está desgastado.

5. Procedimiento de diagnóstico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque:

- los datos de aprendizaje cargados que comprenden al menos una curva de referencia (CRU) de un aparato desgastado correspondiente a una señal eléctrica durante una apertura de un aparato desgastado, y

- un tercer descriptor (D3, DL3) es representativo de la desviación entre una curva de medición (CM) y dicha curva de referencia desgastada (CRU), cuanto más cerca esté la curva de medición (CM) de la curva de referencia desgastada (CRU), más se considerará que el aparato está desgastado.

6. Procedimiento de diagnóstico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque un cuarto descriptor (D4, DL4) corresponde a una superficie de curva o a una integral entre dos puntos notables (24, 25) de la curva de medición (CM) o a dos umbrales (26, 27) de valores según una primera dirección de variación y según una segunda dirección de variación opuesta.

7. Procedimiento de diagnóstico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque un quinto descriptor (D4, DL4) corresponde a un cambio de valor de un punto notable (22) como el cambio de signo de la variación de una señal en la curva de medición (CM).

8. Procedimiento de diagnóstico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque dichas curvas de evolución de los descriptores (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5) se cargan en un formato de definición de segmento de línea para reducir el espacio de memoria requerido para dichos datos de aprendizaje.

9. Procedimiento de diagnóstico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los valores de dichas curvas de evolución de los descriptores (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5) precargados están asociados a las clases de estado o de desgaste de los aparatos a controlar.

10. Procedimiento de diagnóstico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado porque comprende:

- una fase de aprendizaje preliminar (11) para recoger, durante un número predeterminado de maniobras, datos de aprendizaje representativos:

- de al menos una curva de referencia (CRU) de un aparato desgastado correspondiente a una señal eléctrica durante una apertura de dicho aparato desgastado, y

- de al menos dos curvas (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5) de evolución de descriptores representativos de características predefinidas de dicha señal eléctrica durante la vida útil de dicho aparato eléctrico, - un almacenamiento (12) de dichos datos de aprendizaje (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5, ^cR^u),

- cargar (13) dichos datos de aprendizaje (CD1, CD2, CD3, CD4, CD5, CRU), y

- la utilización (52, 53) de dichos datos de aprendizaje en dicha fase de control (15) de dicho aparato eléctrico.

11. Procedimiento de diagnóstico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque comprende:

- una fase de inicialización (14) para determinar dichos datos de inicialización que incluyen dicha curva de referencia específica (CRP) determinada del producto a controlar:

-tras un número predeterminado (Nestable) de mediciones (43), y/o

- cuando la curva de medición (CM) varía muy poco entre dos mediciones consecutivas (CMn, CMn-1).

- el registro (44) de dicha curva de referencia específica, y

- la utilización (51) de los datos de inicialización en dicha fase de control (15) de dicho aparato eléctrico.

12. Dispositivo (10) de diagnóstico del estado de desgaste de un aparato eléctrico (1) de conmutación conectado a una bobina electromagnética (4) de accionamiento de los contactos (2) de dicho aparato eléctrico de conmutación, caracterizado porque el dispositivo de diagnóstico comprende un circuito de procesamiento (10) configurado para implementar el procedimiento de diagnóstico según las reivindicaciones 1 a 11.

13. Dispositivo de diagnóstico según la reivindicación 12, caracterizado porque el circuito de procesamiento (10) comprende un módulo de procesamiento (7) de diagnóstico local cercano a dicho aparato conectado a un módulo de procesamiento externo (9) remoto a dicho aparato.

14. Aparato eléctrico (1) de conmutación que comprende contactos eléctricos de potencia (2) accionados por una bobina de control electromagnética (4 ), caracterizado porque comprende un dispositivo (10) de diagnóstico del estado de desgaste de dicho aparato eléctrico (1) según una de las reivindicaciones 12 ó 13