BR102015010298A2

BR102015010298A2 - capacitive filter

Info

Publication number: BR102015010298A2
Application number: BR102015010298A
Authority: BR
Inventors: Henrique De A Bueno Luiz
Original assignee: Lumilight Do Brasil Ltda Me
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2018-10-30
Also published as: WO2016176753A1

Abstract

resumo “filtro capacitivo” o filtro capacitivo consiste em um equipamento eletrônico(1), que atua controlando de forma inteligente e eficaz tais frequências harmônicas indesejadas e ruídos presentes na rede elétrica, para manter a rede em sintonia com 60hz, filtrando e desviando para o solo as interferências e ruídos que causam distorções na rede elétrica; o filtro capacitivo compreende uma placa de fenolite (28), à qual são soldados capacitores eletrolíticos de poliéster (7), instalados no arranjo do filtro, com responsabilidade exclusiva para captação de ruídos (flicker’s, sinais de rádio am e fm, além de transitórios oscilatórios e impulsivos) e leva-los até o setor de dissipação desses distúrbios; varistores (12) - componente eletrônico cujo valor de resistência elétrica é uma função inversa da tensão aplicada nos seus terminais. isto é, à medida que a diferença de potencial sobre o varistor aumenta, sua resistência diminui (placa dps – dispositivo de proteção de surtos – até 680v de pico de tensão); resistores (10) – que compreende um dispositivo elétrico com a finalidade de transformar energia elétrica em energia térmica por meio do efeito joule, e limitar a corrente elétrica em um circuito (1); os resistores são componentes que têm por finalidade oferecer uma oposição à passagem de corrente elétrica, através de seu material. a essa oposição damos o nome de resistência elétrica ou impedância, que possui como unidade o ohm), através de bobinas exclusivas e específicas portando 32 aspirais – bobina (1) é qualquer fio condutor elétrico enrolado em si mesmo, ou ainda em volta de uma superfície também condutora. a sua aplicação mais evidente é a de produzir magnetismo, tornando-se a bobina num ímã elétrico ou eletroímã; bobinas são empregadas assim, como indutor, ou seja, um dispositivo elétrico passivo que tem como utilidade armazenar energia em forma de um campo magnético; transformador (24) – que é um dispositivo destinado a transmitir energia elétrica ou potência elétrica de um circuito a outro, induzindo tensões, correntes e/ou de modificar os valores das impedâncias elétricas de um circuito elétrico; diodo (1) - é um elemento ou componente eletrônico que causa a polarização de cada uma das extremidades, usado como retificador de corrente elétrica entre outras aplicações. possui uma queda de tensão de, aproximadamente, 0,3 v (germânio) e 0,7 v (silício); sistema de automação em paralelo – sap (18), este que por sua vez, é um dispositivo intrínseco e fundamental que caracteriza o produto denominado filtro capacitivo, tendo em vista que é responsável pela captação de frequências harmônicas indesejadas e ruídos na rede elétrica - o sistema de automação em paralelo (sap) refere-se a comando e controle de mecanismos, principalmente relacionados a máquinas (motores), com a finalidade de dinamizar e otimizar todos os processos produtivos, captando seletivamente (micro controlador), de acordo com a necessidade, os desperdícios gerados pela transmissão, distribuição e oscilações internas da rede assim como inibindo a geração dos artefatos harmônicos prejudiciais aos motores integrados à rede elétrica; o micro controlador – pic 18f252 (7) - o pic 18f252 é um micro controlador de 28 pinos com 40 mhz de frequência e com 32 k de memória de programa com 3 pontos de entradas e saída, que a partir da programação do chip, ele é capaz de realizar diversas funções totalmente distintas uma das outras. o micro controlador usado no projeto foi o pic 18f252, utilizado para gravação utiliza-se um software específico. ele é compilado e gera um código hexadecimal, código este que será gravado no pic.abstract “capacitive filter” the capacitive filter consists of an electronic equipment (1), which acts to intelligently and effectively control such unwanted harmonic frequencies and noises present in the mains, to keep the grid in tune with 60hz, filtering and shifting to the solo the interference and noise that cause distortions in the electrical network; the capacitive filter comprises a phenolite plate (28), to which are soldered polyester electrolytic capacitors (7), installed in the filter arrangement, with sole responsibility for noise pickup (flicker's, am and fm radio signals, as well as transients). oscillatory and impulsive) and take them to the dissipation sector of these disturbances; varistors (12) - an electronic component whose electrical resistance value is an inverse function of the voltage applied to its terminals. that is, as the potential difference over the varistor increases, its resistance decreases (dps board - surge protection device - up to 680v peak voltage); resistors (10) - comprising an electrical device for the purpose of transforming electrical energy into thermal energy by means of the joule effect, and limiting the electric current in a circuit (1); resistors are components that are intended to offer an opposition to the passage of electric current through their material. this opposition we call the electrical resistance or impedance, which has ohms as its unit, through specific and specific coils carrying 32 aspirals - coil (1) is any electrical conductor wound around itself or around a also conductive surface. its most obvious application is to produce magnetism by becoming the coil into an electric magnet or electromagnet; coils are thus employed as an inductor, ie a passive electrical device that has the utility of storing energy in the form of a magnetic field; transformer (24) - which is a device intended to transmit electrical energy or electrical power from one circuit to another, inducing voltages, currents and / or modifying the electrical impedance values of an electrical circuit; Diode (1) - is an element or electronic component that causes polarization of each end, used as a rectifier of electric current among other applications. has a voltage drop of approximately 0.3 v (germanium) and 0.7 v (silicon); parallel automation system - sap (18), which in turn is an intrinsic and fundamental device that characterizes the product called capacitive filter, since it is responsible for capturing unwanted harmonic frequencies and noise in the electrical grid - the parallel automation system (sap) refers to the command and control of mechanisms, mainly related to machines (motors), with the purpose of streamlining and optimizing all production processes, selectively capturing (microcontroller), according to the need , the waste generated by the transmission, distribution and internal oscillations of the network as well as inhibiting the generation of harmonic artifacts harmful to the motors integrated in the electrical network; the pic 18f252 microcontroller (7) - the pic 18f252 is a 28 mhz 40 pin frequency controller with 32k program memory with 3 input and output points, which from chip programming, it It is capable of performing several functions totally different from each other. the microcontroller used in the project was pic 18f252, used for recording using specific software. it is compiled and generates hex code, which will be written to pic.

Description

(54) Título: FILTRO CAPACITIVO (51) Int. Cl.: H02J 3/01; H02J 3/24; H02J 3/18 (73) Titular(es): LUMILIGHT DO BRASIL LTDA ME (72) Inventor(es): LUIZ HENRIQUE DE A. BUENO (85) Data do Início da Fase Nacional:(54) Title: CAPACITIVO FILTER (51) Int. Cl .: H02J 3/01; H02J 3/24; H02J 3/18 (73) Holder (s): LUMILIGHT DO BRASIL LTDA ME (72) Inventor (s): LUIZ HENRIQUE DE A. BUENO (85) Start date of the National Phase:

06/05/2015 (57) Resumo: RESUMO FILTRO05/06/2015 (57) Summary: SUMMARY FILTER

CAPACITIVO O filtro capacitivo consiste em um equipamento eletrônico(l), que atua controlando de forma inteligente e eficaz tais frequências harmônicas indesejadas e ruídos presentes na rede elétrica, para manter a rede em sintonia com 60hz, filtrando e desviando para o solo as interferências e ruídos que causam distorções na rede elétrica; O filtro capacitivo compreende uma placa de fenolite (28), à qual são soldados capacitores eletrolíticos de poliéster (7), instalados no arranjo do filtro, com responsabilidade exclusiva para captação de ruídos (flickers, sinais de rádio AM e FM, além de transitórios oscilatórios e impulsivos) e levalos até o setor de dissipação desses distúrbios; varistores (12) - componente eletrônico cujo valor de resistência elétrica é uma função inversa da tensão aplicada nos seus terminais. Isto é, à medida que a diferença de potencial sobre o varistor aumenta, sua resistência diminui (placa DPS Dispositivo de proteção de surtos até 680V de pico de tensão); resistores (10) que compreende um dispositivo elétrico com a finalidade de transformar energia elétrica em energia térmica por(...)CAPACITIVE The capacitive filter consists of electronic equipment (l), which intelligently and effectively controls such unwanted harmonic frequencies and noises present in the electrical network, to keep the network in tune with 60Hz, filtering and diverting interference to the ground and noises that cause distortions in the electrical network; The capacitive filter comprises a phenolite plate (28), to which electrolytic polyester capacitors (7) are welded, installed in the filter arrangement, with exclusive responsibility for capturing noise (flickers, AM and FM radio signals, in addition to transients oscillatory and impulsive) and take them to the area of dissipation of these disturbances; varistors (12) - electronic component whose electrical resistance value is an inverse function of the voltage applied to its terminals. That is, as the potential difference over the varistor increases, its resistance decreases (DPS board Surge protection device up to 680V peak voltage); resistors (10) comprising an electrical device for the purpose of transforming electrical energy into thermal energy by (...)

d)d)

1/3 “FILTRO CAPACITIVO” [001] A presente invenção refere-se a um equipamento eletrônico testado e aprovado por sua eficácia na proteção e redução no registro do consumo ativo da energia elétrica. Desenvolvido nos altos padrões tecnológicos, para filtrar e atenuar as interferências na sua rede de energia elétrica como: distorções harmônicas, interferências externas, picos de tensão etc.1/3 "CAPACITIVE FILTER" [001] The present invention refers to an electronic equipment tested and approved for its effectiveness in protecting and reducing the registration of active consumption of electric energy. Developed according to high technological standards, to filter and mitigate the interferences in your electric power network, such as: harmonic distortions, external interferences, voltage peaks etc.

[002] Estas interferências são altamente prejudiciais ao pleno funcionamento dos equipamentos eletroeletrônicos. Devido a sua Alta Tecnologia, o filtro capacitivo é instalado em paralelo à rede elétrica, não interferindo na potência instalada do sistema unifilar de cada planta, sendo também capaz de anular seletivamente a impedância entre a rede elétrica e o aterramento para frequências diferentes de 60HZ, as variações de frequência são estabilizadas seletivamente, mantendo-se a onda fundamental o máximo possível estabilizada na frequência de 60HZ, evitando assim, o aumento de consumo de energia elétrica (geração de calor) de todos os equipamentos eletroeletrônicos, diminuição de sua vida útil e a parada ou queima instantânea dos equipamentos (ação de varistores descritos no demonstrativo técnico).[002] These interferences are highly harmful to the full functioning of the electronic equipment. Due to its High Technology, the capacitive filter is installed in parallel to the electrical network, not interfering with the installed power of the single-line system of each plant, being also able to selectively cancel the impedance between the electrical network and the grounding for frequencies other than 60HZ, frequency variations are selectively stabilized, keeping the fundamental wave as stable as possible at the frequency of 60 Hz, thus avoiding an increase in the consumption of electrical energy (heat generation) of all electronic equipment, reducing its useful life and stopping or instantaneous burning of the equipment (action of varistors described in the technical statement).

[003] O Filtro Capacitivo é instalado após os medidores de consumo, em paralelo ao sistema e conectado a chave geral, painéis e quadros de distribuição de energia elétrica, sendo imprescindível o perfeito aterramento da instalação seguindo normas e padrões definidos pela fábrica.[003] The Capacitive Filter is installed after the consumption meters, in parallel to the system and connected to the main switch, panels and electric power distribution panels, being essential the perfect grounding of the installation following norms and standards defined by the factory.

[004] A invenção poderá ser melhor compreendida através da seguinte descrição detalhada, em consonância com as figuras anexo, onde:[004] The invention can be better understood through the following detailed description, in line with the attached figures, where:

[005] A Figura 1 representa a placa de fenolite, vista de sua parte superior;[005] Figure 1 represents the phenolite plate, seen from its top;

[006] A Figura 2 representa uma vista dos componentes acoplados com precisão na placa de fenolite;[006] Figure 2 represents a view of the components precisely coupled to the phenolite plate;

[007] A Figura 3 representa a descrição e uma vista dos fios interligando determinados componentes do Filtro Capacitivo;[007] Figure 3 represents the description and a view of the wires connecting certain components of the Capacitive Filter;

[008] A Figura 4 representa o Micro Controlador PIC e suas especificações.[008] Figure 4 represents the PIC Micro Controller and its specifications.

[009] Com referência a estas figuras, pode-se observar na Figura 1 a placa de fenolite (1) 7,0 cm x 7,0 cm, confeccionada e milimetrada por técnicos especializados, composta por um laminado plástico industrial utilizado como isolante elétrico, sendo um produto duro, denso e termofixo.[009] With reference to these figures, it can be seen in Figure 1 the phenolite plate (1) 7.0 cm x 7.0 cm, made and millimeter by specialized technicians, composed of an industrial plastic laminate used as an electrical insulator , being a hard, dense and thermoset product.

2/3 [010] É produzido pela aplicação de calor e pressão a camadas de celulose impregnadas com resinas fenólicas do tipo da Baquelite. Este procedimento leva à polimerização.2/3 [010] It is produced by applying heat and pressure to cellulose layers impregnated with phenolic resins of the Bakelite type. This procedure leads to polymerization.

[011] O Fenolite é recoberto de uma fina camada de cobre metálico, usa-se como suporte mecânico e trilha condutora nos circuitos impressos e placas para computadores e outros equipamentos eletrônicos.[011] Phenolite is covered with a thin layer of metallic copper, used as a mechanical support and conductive track in printed circuits and plates for computers and other electronic equipment.

[012] Na Figura 2 são mostrados os componentes soldados com precisão na placa de fenolite (Fig. 1), sendo 06 (seis) capacitores eletrolíticos de poliéster 215~630 v (1A), com responsabilidade exclusiva para captação de ruídos (desperdícios), 02 Varistores (placa DPS - Dispositivo de Proteção de Surtos - até 680V de pico de tensão) (2A), 06 Resistores de 47 ohms 5% 2w (3A), 03 Diodos 2N3315 (4A), 03 Resistores 100K/ohms 1/8 w (5A), 03 Bobinas (6A), 01 Transformador (7A), que somado todos estes componentes e aplicados em três disposições distintas, caracterizam o denominado Circuito RLC (Resistivo, Indutivo e Capacitivo), contendo ainda, um Sistema de Automação em Paralelo (SAP - Filtro Capacitivo Inteligente), composto por um Micro Controlador - PIC 18F252 (Fig. 4) de 28 pinos com 40MHz, 32 K de memória e 3 pontos de entradas e saída (8A), utilizando-se um software específico para gravação de um código hexadecimal, que filtra e atenua as interferências na rede de energia elétrica, como distorções harmônicas, interferências externas, picos de tensão, raios etc, amortizando os desperdícios gerados pela transmissão, distribuição e oscilações internas da rede, assim como, inibindo a geração dos artefatos harmônicos prejudiciais equipamentos integrados à rede elétrica, e ainda, 03 leds contínuos - vermelho - Fase; 02 leds alternantes vermelho - Voltagem; 02 leds alternantes azuis - Voltagem; 04 leds alternantes verdes - Voltagem; 02 leds alternantes amarelo - Voltagem, que ficam dispostos na tampa plástica que guarnece o equipamento.[012] Figure 2 shows the components accurately welded on the phenolite plate (Fig. 1), being 06 (six) electrolytic capacitors of polyester 215 ~ 630 v (1A), with exclusive responsibility for capturing noise (waste) , 02 Varistors (DPS board - Surge Protection Device - up to 680V peak voltage) (2A), 06 Resistors of 47 ohms 5% 2w (3A), 03 Diodes 2N3315 (4A), 03 Resistors 100K / ohms 1 / 8 w (5A), 03 Coils (6A), 01 Transformer (7A), which added all these components and applied in three different dispositions, characterize the so-called RLC Circuit (Resistive, Inductive and Capacitive), also containing an Automation System in Parallel (SAP - Intelligent Capacitive Filter), composed of a Micro Controller - PIC 18F252 (Fig. 4) with 28 pins with 40MHz, 32 K of memory and 3 input and output points (8A), using specific software for recording a hexadecimal code, which filters and mitigates interference in the electric power network, as harmonic distortions, external interference, voltage spikes, lightning strikes, etc., amortizing the waste generated by the transmission, distribution and internal oscillations of the network, as well as inhibiting the generation of harmful harmonic artifacts equipment integrated into the electrical network, and also 03 continuous LEDs - red - Phase; 02 alternating red leds - Voltage; 02 blue alternating leds - Voltage; 04 green alternating leds - voltage; 02 yellow alternating leds - Voltage, which are arranged in the plastic cover that covers the equipment.

[013] A Figura 2 mostra ainda os terminais de entrada e saída do Filtro Capacitivo, sendo (9A) o terminal Fase 1, (10A) Fase 2, (11A) Fase 3, (12A) o aterramento, e (13A) o neutro.[013] Figure 2 also shows the Capacitive Filter input and output terminals, with (9A) being the Phase 1, (10A) Phase 2, (11A) Phase 3, (12A) grounding, and (13A) terminals. neutral.

[014] Na Figura 4 é mostrado o Micro Controlador, da família da MICROCHIP TECHNOLOGY - PIC 18F252 de 28 pinos com 40MHz, 32 K de memória e 3 pontos de entradas e saída, que através de um software específico é gravado um código hexadecimal.[014] Figure 4 shows the Micro Controller, from the family of MICROCHIP TECHNOLOGY - PIC 18F252 with 28 pins with 40MHz, 32 K of memory and 3 points of input and output, which through a specific software a hexadecimal code is recorded.

[015] Na Figura 3 são mostrados os fios interligando determinados componentes do Filtro Capacitivo, como 03 Fios 4 mm x 0,62 cm vermelho (+) (1B), 01 Fio 4 mm x[015] In Figure 3 are shown the wires connecting certain components of the Capacitive Filter, such as 03 Wires 4 mm x 0.62 cm red (+) (1B), 01 Wire 4 mm x

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0,62 cm verde (-) (2B); 01 Fio 4 mm x 0,62 cm azul (-) (3B); 03 Fios 0,5 mm x 0,15 cm azul (+) (4B); 01 Fio 0,5 mm x 0,15 cm preto (-) (5B).0.62 cm green (-) (2B); 01 Wire 4 mm x 0.62 cm blue (-) (3B); 03 Wires 0.5 mm x 0.15 cm blue (+) (4B); 01 0.5 mm x 0.15 cm black wire (-) (5B).

[016] Na Figura 5 é mostrada a caixa plástica isoladora (1C) onde são acomodados todos os componentes eletrônicos do Filtro Capacitivo, confeccionada em material termoplástico auto extinguível, conforme norma NBR IEC60670-1, com (15 cm x 11 cm x 7,0 cm), com Grau de proteção IP 55, duplo isolamento, e 4 “parafusos %” de volta (2C) sem elementos metálicos para fixação do corpo a tampa (cumprindo as normas da ABNT). Na caixa plástica da Fig. 5 ficam expostos os leds (3C) para visualização das funcionalidades do Filtro Capacitivo. Para vedação da caixa isoladora é utilizada uma proporção de mistura de resina Epóxi RD - 4231 e Talco Magnesita, como endurecedor. Além desta, há uma proporção entre a caixa, o fio de 4 mm e o anel orign. (4C), para que não ocorram vazamentos entre o meio interno e o externo onde passará a fiação elétrica.[016] Figure 5 shows the insulating plastic box (1C) where all the capacitive filter electronic components are made, made of self-extinguishing thermoplastic material, according to NBR IEC60670-1, with (15 cm x 11 cm x 7, 0 cm), with Degree of Protection IP 55, double insulation, and 4 "% screws" turn (2C) without metal elements for fixing the body to the cover (in compliance with ABNT standards). In the plastic box of Fig. 5, the leds (3C) are displayed for viewing the capacitive filter features. To seal the insulating box, a mixture ratio of Epoxy resin RD - 4231 and Talc Magnesite is used as a hardener. In addition to this, there is a ratio between the box, the 4 mm wire and the orign ring. (4C), so that there are no leaks between the internal and the external environment where the electrical wiring will pass.

[017] O Filtro Capacitivo possui os seguintes cálculos elétricos: z = y/R² + (XL - XC)² IT = y/lr² + (Ic - II}² [017] The Capacitive Filter has the following electrical calculations: z = y / R ² + (XL - XC) ² IT = y / lr ² + (Ic - II} ²

XL =2nFL τ ^EtIc = —XL = 2nFL τ ^Et Ic = -

XCXC

XC = —— 2FCXC = —— 2FC

T ^Et T ^Et

Ir = —Go = -

IrGo

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Claims

1. CAPACITIVE FILTER for use after the electricity meter, characterized by being an electronic equipment designed to selectively capture noise (waste) (7) in the electric power network through a Micro Controller, Parallel Automation System (SAP) ( 18) Micro Controller - PIC 18F252 (7), filtering and attenuating interferences in the electrical network, such as harmonic distortions, external interferences, voltage spikes, lightning strikes etc., through three Varistors (DPS board - Surge protection device - up to 680V), six 47 ohm 5% 2w resistors (10), six 215 ~ 630 v polyester capacitors (7), three 2N3315 Diodes; (1), three 100K / ohms 1/8 w Resistors (10), three Coils (1), one Transformer (24), all welded on phenolite plate (29), generating, as a result, the amortization of the waste generated by the transmission, distribution and internal oscillations of the network, as well as, inhibiting harmonic artifacts harmful to equipment and electromagnetic fields (electromagnetism), circulating through the electrical system of homes, businesses and industries.

Petition 870180065284, of 07/27/2018, p. 3/4

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