BG2386U1 - Устройство за безжично управление и контрол на електрически консуматори - Google Patents

Abstract

Полезният модел се отнася за устройство за безжично управление и контрол на консуматори за двупроводна електрическа инсталация, което допълва съществуващите електрически комутатори, при което управляваните от тях консуматори да могат да бъдат управлявани както механично, така и безжично. Полезния модел може да се приложи навсякъде, където е необходимо безжично управление на консуматор, който се управлява от прекъсващ електрическата верига комутатор. Устройството се състои от се състои от входен 1 и изходен 2 конектори, между които са свързани последователно контактор 3 и преобразувател на ток в напрежение 4. Контакторът 3 е свързан чрез импулсен преобразувател на напрежение 5 и акумулаторна батерия 6 към инвертор 7, който е свързан с модул за безжична комуникация /8/, свързан чрез електронно реле 9 с контакторът 3, а модулът за безжична комуникация 8 е свързан с електрически комутатор 10 и устройство за управление 11.

Description

Област на приложение

Полезният модел се отнася за устройство за безжично управление и контрол на консуматори за двупроводна електрическа инсталация, което допълва съществуващите електрически комутатори, при което управляваните от тях консуматори да могат да бъдат управлявани както механично, така и безжично. Полезният модел може да се приложи навсякъде, където е необходимо безжично управление на консуматор, който се управлява от прекъсващ електрическата верига комутатор.

Предшестващо състояние на техниката

Технологиите днес трансформират до неузнаваемост почти всяка област от бита на съвременния човек. В особена степен това важи за ефективното управление на консуматорите на електричество, монтирани в жилищен дом, сграда, офис, предприятие, като по този начин електрическата инсталация е организирана все по-интелигентно и едновременно с това е адаптивна и всеобхватна.

Модерните платформи за автоматизация на жилищни, търговски и обществени сгради са насочени към улесняване на ежедневните дейности за ползвателите и обитателите на тези обекти и повишаване на енергийната ефективност. Те се отличават с висока степен на интегрираност, комплексност и мащабируемост. Модерната концепция за умен дом или умна сграда не просто позволява автоматизирано или дистанционно управление на дадено устройство или система, доколкото тя е прераснала в многопластова мрежа от свързани помежду си елементи, които комуникират бързо и безпроблемно помежду си и с потребителя.

Съвременните платформи за сградна или домашна автоматизация обединяват контрола на осветителни системи, ОВК инсталации, кухненски уреди, щори, системи за сигурност, аудиовизуални технологии и различни електрически и електронни устройства в дома, чиито конструктивни решения и технологични възможности позволяват вече дори сами да вземат решения, за да покрият изискванията на предварително зададени от потребителите графици и програми.

Известна е патентна публикация US 6700310 В2, който се отнася до безжичен комутатор с автономно захранване, предназначен за безжично управление на консуматори, като при това не изисква отделен източник на захранване.

Известни са схеми за управление на електри чески консуматори, при които входни сигнали с ниска мощност, които се подават от отдалечени

Ю комутатори, се предават чрез множество проводници към управляващ елемент, например контролер. Като правило контролът включва алгоритъм за контрол за избирателно разпространение на енергия, за да се активират отдалечено 15 разположени външни натоварвания консуматори, което се извършва посредством допълнителни кабели. В тези случаи е необходимо за всеки от превключвателите, контролерите и консуматори2Q те да се осигури отделно захранване, което води до много сложна система електроразпределение, реализацията на която е свързана с допълнително окабеляване.

Недостатък на описаното известно устрой25 ство се заключава в това, че то получава захранване с ток само в момента на механичното му задействане, което в значителна степен ограничава възможностите за получаване на обратна информация за състояние на устройството и консуматора, респективно - не е възможно да се следи непрекъснато и да се управлява дистанционно поотделно или заедно с други консуматори.

Известна е патентна публикация US 5907198, 35 отнасяща се до схема за селективно подаване на мощност на натоварване от източник на променлив ток при използване на двупроводникова електрическа инсталация, включително фаза и нула, като нулата е свързана директно към товара. Линията за превключване включва превключвател, свързан между фазата и товара, като захранването е свързано през механично контролиран ключ и включва средства за преобразуване на променлив ток на входа АС към DC захранване.

Веригата за управление се захранва от захранването DC от захранващата верига и е свързан към входните средства и споменатия механично контролиран ключ. Контролът на веригата за управление за превключване на превключвателя се извършва в зависимост от поддържащото работно състояние на товара. Схемата за управление включва средство за ограничаване на времето на пропускане на механично контролирания превключвател по време на всеки цикъл на работа АС, така че да се осигури преминаването на променлив ток през превключвателя, достатъчен за захранване на веригата на захранването.

Недостатък на известното устройство се определя от това, че при изключен консуматор тока през консуматора е твърде висок, което поддържа много от съвременните уреди и осветителни тела с малка консумация да не са напълно изключени, а в някои случаи схемата на свързването им е такава, че са под напрежение и с възможност да функционират, включително и когато комутато- · 5 рът е в изключено положение.

Известна е патентна публикация US 7850322, която се отнася за устройство за осигуряване осветяване на комутатор, например ключ за осветление. Устройството се състои от лицев панел на комутатор, под който е разположен електронен елемент, например светодиод, захранван с ток чрез електронна схема, състояща се от кондензатори С1 и С2, мостов изправител D1, резистори R1 и R2 и регулатор на напрежение Ul IC LM317, при което светодиода (Led) е свързан успоредно на консуматора. Описаният начин на свързване на светодиода е изпълнен така, че устройството предоставя захранване на електронните елементи само когато комутаторът е в изключено положение, т.е. превключвателят играе роля на комутатор в силовата верига на консуматора. В това изпълнение устройството 35 не може да бъде управлявано дистанционно, от отдалечено място.

Техническа същност на полезния модел

Предвид известното ниво на техниката в разглежданата област, задача на полезния модел е да се предложи устройство за безконтактно управление и контрол на електрически консуматори, което да се включва лесно в двупроводникова електрическа инсталация, като позволява сигурно механично и безконтактно управление на електрическите консуматори, включени към 45 електрическата инсталация.

Задачата се решава с устройство, включващо двупроводникова електрическа инсталация, при което към проводник “фаза” са свързани механичен комутатор и последователно свързано към него електронно устройство за управление.

Съгласно полезният модел, устройството е свързано към единия от проводниците на електрическата инсталация, като се състои от входен и изходен конектор, между които са свързани по³ следователно контактор и преобразувател на ток в напрежение, при което контакторът е свързан чрез импулсен преобразувател на напрежение и акумулаторна батерия към инвертор. Инверторът ]q е свързан с модул за безжична комуникация, който чрез електронно реле е свързан с контактора. Към модула за безжична комуникация са свързани електрически комутатор и устройство за управление.

Съгласно едно предпочитано изпълнение на устройството, модулът за безжична комуникация е свързан с импулсния преобразувател на напрежение.

Преобразувателят на ток в напрежение е свързан с импулсния преобразувател на напрежение.

Устройството за управление и контрол на електрически консуматори се отличава с опро25 стена и надеждна схема на управление режимите на работа на електрическите консуматори, свързани в електрическата инсталация. Устройството за управление, обект на полезния модел, е изпълнено с електронна схема, в която е използван импулсен преобразувател на напрежение, който осигурява захранване на електронните елементи при изключен консуматор, като преобразуването и стабилизирането на напрежение се отличава с голям коефициент на полезно действие.

Предвидено е включване на допълнителна, акумулаторна батерия, чието предназначение е да позволи на електронната схема да черпи по-голям ток в определени моменти и при нужда. Превключването на захранването с ток се извършва от електронното реле, като превключвателят е свързан е модула за безжично управление. При активиране на предложеното устройство, то има осигурено постоянно захранване, с което се решават редица проблеми, свързани с ретранслация на сигнали от свързаните в електрическата инсталация консуматори, както и е налице възможност за получаване на обратна информация за състоянието на консуматора и на устройството, обект на полезния модел.

Пояснение на приложената фигура

По-нататък в описанието е представено

2386 UI едно примерно изпълнение на устройството за безжично управление на консуматори, съгласно полезният модел, свързани в двупроводна електрическа инсталация, чието детайлно представяне е подпомогнато с помощта на придружаващия описанието чертеж както следва:

фигура 1 представлява блокова схема на една примерна реализация на устройството за безжично управление на консуматори за двупроводна електрическа инсталация.

Примерно изпълнение на полезния модел

По-надолу е описано едно примерно изпълнение на устройство за безжично управление на консуматори за двупроводна електрическа инсталация, съгласно полезния модел, като описаните съществени елементи и начин на свързването им не ограничават използването и на други устройства, които имат еквивалентно функционално предназначение и са използвани за реализирането на духа на предложеното техническо решение.

Устройството за безжично управление на консуматори, съгласно полезният модел, се свързва към двупроводна електрическа инсталация, като може да бъде свързано само към единия от кабелите на електрическата мрежа, независимо дали това е “нула” или “фаза”. Устройството за безжично управление се състои от входен 1 и изходен 2 конектор, свързани към единия от проводниците на електрическа инсталация. Между входящия 1 и изходящия 2 конектор са свързани последователно контактор 3 и преобразувател на ток в напрежение 4, при което контакторът 3 е свързан чрез импулсен преобразувател на напрежение 5 и акумулаторна батерия 6 към инвертор 7. Контакторът 3 е предназначен за управление на консуматор, непоказан на фигурата. Импулсният преобразувател на напрежение 5 преобразува входното напрежение към такова, което е подходящо за зареждане на акумулаторната батерия 6. Инверторът 7 е свързан с модул за безжична комуникация 8, който чрез електронно реле 9 е свързан с контактора 3. Към модула за безжична комуникация 5 са свързани електрически комутатор 10 и устройство 11, например безжично комуникационно устройство. Изходният конектор 2 е разположен и свързан така, че осъществява връзката между устройството 11 и консуматора, непоказан на фигурата. Дру гият проводник на електрическата инсталация е свързан директно към консуматора.

Акумулаторната батерия 6 е свързана така, 5 че да осигури захранване през инвертора 7 на модула за безжична комуникация 9, който от една страна се управлява както през електрическия комутатор 10, така и посредством безжична връзка от устройството 11 с подобна функционалност, а 10 от друга страна, управляваконтактораЗ през релето 9 и импулсния преобразувател на напрежение 5.

Действието на описаната схема се характеризира с два основни режима, съответно при изключен и при включен консуматор.

При първоначално подаване на електрически ток, устройството се инициализира, при което възможните състояния са предварително определени, като например: консуматорът е 2Q изключен, консуматорът е включен или консуматорът е в състояние, в каквото е бил преди отпадане на електрическия ток. Всяка промяна на състоянието на електрическия комутатор 10 рефлектира върху контактора 3 на релето 9, като 25 променя състоянието на консуматора от включено в изключено или обратно. Към безжичното устройство 11 се подава команда, което води до включване на консуматора, или команда за изключване от безжичното устройство 11, която води до изключване на консуматора.

Когато консуматорът не е включен, напрежението върху контактора 3, достига максималната си стойност, което е необходимо и достатъчно за 35 нормалната работа на импулсния преобразувател на напрежение 5. При този случай също има два варианта за работа на устройството в зависимост от това дали модулът за безжична комуникация 8 е в активен или неактивен режим.

4θ Ако модулът за безжична комуникация 8 е в активен режим, той подава сигнал на импулсния преобразувател на напрежение 5, който се изключва. Целта на изключване на импулсния преобразувател на напрежение 5 е да се намали консумацията на електрическа енергия през то45 вара до такива нива, че консуматорът да остава в изключено състояние. При този режим на работа модулът за безжична комуникация 8 получава захранване от акумулаторната батерия 6. Когато модулът за безжична комуникация 8 е в режим на покой и консумираната от него електрическа енергия на практика е нулева, той подава сигнал на импулсния преобразувател на напрежение 5,

2386 UI който започва да зарежда акумулаторната батерия 6.

Когато консуматорът, например домакински уред е включен, през преобразувателя ток напрежение 5 протича ток, който осигурява преобразуваното от него напрежение до ниво, което е достатъчно да захрани, както модула за безжична комуникация 8, така и да зарежда акумулаторната батерия 6. В този случай преобразувателят на напрежение 5 не работи, поради факта, че напрежението върху контактора 3 е нула. Когато консуматорът не е включен, напрежението върху контактора 3, достига максималната си стойност, което е необходимо и достатъчно за нормалната работа на импулсния преобразувател на напрежение 5.

При този случай също има два варианта за работа на устройството в зависимост от това дали модулът за безжична комуникация 8 е в активен или неактивен режим.

Ако модулът за безжична комуникация 9 е в активен режим, той подава сигнал на импулсния преобразувател на напрежение 5, който се изключва. Целта на изключване на импулсния преобразувател на напрежение 5 е да се намали консумацията на електрическа енергия през товара, до такива нива, че консуматорът да остава в изключено състояние. При този режим на работа модулът за безжична комуникация 8 се захранва от акумулаторната батерия 6. Когато модулът за безжична комуникация 9 е в режим на покой и консумираната от него електрическа енергия на практика е нулева, той подава сигнал на импулсния преобразувател на напрежение 5, който започва да зарежда акумулаторната батерия 6. Инверторът 7 е предназначен да не допуска обратно подаване на напрежение към модула за безжична комуникация 8, по-специал но в момента на превключване на консуматора от включено в изключено и от изключено във включено състояние.

Предложената схема се отличава с практичност по отношение начина на свързването и към двупроводникова електрическа инсталация, като разполагането и свързването на елементите определя ефективно управление и контрол на състоянието на консуматорите в мрежата, както и възможност за дистанционното им управление в различни режими на работа на консуматорите.

Claims (3)

Претенции

1. Устройство за управление и контрол на електрически консуматори, състоящо се от комутатор и последователно свързано към него електронно устройство за управление, характеризиращо се с това, че устройството е свързано към единия от проводниците на електрическата инсталация, като се състои от входен (1) и изходен (2) конектор, между които са свързани последователно контактор (3) и преобразувател на ток в напрежение (4), при което контакторът (3) е свързан чрез импулсен преобразувател на напрежение (5) и акумулаторна батерия (6) към инвертор (7), който е свързан с модул за безжична комуникация (8), който чрез електронно реле (9) е свързан с контактора (3), като модулът за безжична комуникация (8) е свързан с електрически комутатор (10) и устройство за управление (11).

2. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че модулът за безжична комуникация (8) е свързан с импулсния преобразувател на напрежение (5).

3. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че преобразувателят на ток в напрежение (4) е свързан с импулсния преобразувател на напрежение (5).